Substrate Specificity of the Human Flavin-containing Monooxygenase for Organic Selenium Compounds

사람 Flavin-containing Monooxygenase의 셀레니움화합물에 대한 기질 특이성에 관한 연구

The Flavin-containing monooxygenase (FMOs) (EC1.14.13.8) are NADPH-dependent flavoenzymes that catalyze oxidation of soft nucleophilic heteroatom centers in a range of structurally diverse compounds, including foods, drugs, pesticides, and other xenobiotics. In humans, FMO3 is quantitatively a major human liver monooxygenase. In the present study, the baculovirus expression vector system was used to overexpress human FMO3 in insect cells for catalytic studies. Six commercially available organic selenium compounds were examined for substrate activity with microsomes isolated from Spodoptera frugiperda (Sf)9 cells infected with human FMO3 recombinant baculovirus. While none of the aromatic heterocyclic selenides tested showed detectable activity, all dialkyl- and alkylaryl-selenides free from ionic groups catalyzed the NADPH- and O$_2$-dependent oxidation. Kinetic constants demonstrate that (based on Km) dialkyl-and alkylaryl- selenides are better substrates for human FMO3 than analogous nitrogen or sulfur compounds .

FMO (Flavin-containing Monooxygenase, EC1.14.13.8)는 다양한 종류의 식품, 약물이나 기타 외래 유래물질(xenobiotics)을 산화시키는 NADPH와 $O_2$의존성 약물대사 효소이다 현재까지 5종의 subfamility가 존재하는 것으로 보고되어지고 있으며 그 중 가장 잘 알려진 FMO3는 대표적인 subfamility로서 주로 간에 존재한다. 사람 FMO에 관한 연구는 최근들어 활성화되기 시작했으며 질소, 황이나 인 등을 포함하는 친핵성 (nucleophilic)화합물이 대표적인 기질로 보고되어 있다. 본 연구에서는 항 산화작용이 있는 것으로 알려진 selenium을 포함하고 있는 화합물에 대한 사람의 FMO3의 기질특이성을 알아보고자 하였다. 사람 FMO3를 baculovirus system을 이용하여 발현시킨 후 그 microsomal FMO3을 이용하여 thiochline assay를 시행하였다. 그 결과 기질의 크기에 따라 활성의 차이가 있었으며 크기가 작은 selenium화합물은 기존의 질소나 인 등을 포함하는 기질보다 더 낮은 $K_{m}$ 값을 보였다.