Coenzyme F420-1 (Factor F420-1)

别名: 8-Hydroxy-5-deazaflavin; Factor Fo; 10-(2,3,4,5-tetrahydroxypentyl)-1H-pyrimido[4,5-b]quinoline-2,4,8-trione; factor 420; 37333-48-5; 8-HDF cpd; F(420); DTXSID50958446;
目录号: V40878 纯度: ≥98%
辅酶 FO 是一种脱偶黄素发色团,在产甲烷途径中发挥重要的氢化物受体/供体作用。
Coenzyme F420-1 (Factor F420-1) CAS号: 37333-48-5
产品类别: New3
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
辅酶FO是一种脱氮黄素发色团,在产甲烷途径中发挥重要的氢化物受体/供体作用。
辅酶F420-1(因子F420-1)是一种脱氮黄素发色团,在产甲烷途径中作为氢化物受体/供体发挥重要作用。它存在于所有产甲烷古菌和某些非产甲烷古菌中。它参与能量代谢、NADP还原、氧解毒和亚硫酸盐还原。
生物活性&实验参考方法
靶点
Coenzyme F420-1 functions as a hydride transfer coenzyme for F420-specific enzymes. It does not have a specific protein target in the traditional sense but serves as a cofactor for various oxidoreductases in methanogens and other organisms. It is involved in key metabolic pathways, including methanogenesis and the reduction of NADP to NADPH.
体外研究 (In Vitro)
辅酶FO的合成过程由两个独立的自由基SAM活性位点促进,分别对应酶CofG、CofH或FbiC。Fo合酶的功能域由这两个SAM结构域组成。詹氏甲烷球菌(Methanococcus jannaschii)利用八种不同的酶生物合成F420;最后一步需要阐明的是脱氮黄素生色团(Fo)的形成机制[1]。辅酶F420是产甲烷代谢中一种关键的低氧化还原电位电子载体。F420依赖性氢化酶在氢气存在下还原辅酶F420[3]。辅酶F420的功能是将氢化物转移给分枝杆菌中发现的F420特异性葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Fgd)。辅酶F420参与能量代谢、NADP还原、氧解毒和亚硫酸盐还原。它存在于所有产甲烷古菌和某些非产甲烷古菌中。当NO₂利用F420H₂转化回NO时,巨噬细胞对结核分枝杆菌的抗菌活性可能会降低[4]。
在体外,辅酶F420-1用于研究F420依赖性酶的活性。它在酶促反应中作为底物或辅因子。其氧化还原特性以其接受和释放氢化物的能力为特征,这对于其在各种代谢反应中的功能至关重要。
体内研究 (In Vivo)
在体内,辅酶F420是产甲烷古菌生存的重要辅助因子,对其能量代谢至关重要。它并非药物,而是一种基本的生化成分。对其的研究有助于了解古菌独特的代谢过程及其在全球碳循环中的作用。
酶活实验
产甲烷古菌利用一种[NiFe]-氢化酶Frh来氧化/还原F420,F420是产甲烷途径中由H₂和CO₂催化的重要氢化物载体。Frh约占胞质蛋白的1%,并形成一个巨大的复合物,该复合物由FrhABG异源三聚体组成,每个异源三聚体包含一个[NiFe]中心、四个Fe-S簇和一个FAD结构域。本文报道了利用近原子分辨率冷冻电镜技术解析的Frh与底物F420结合和未结合状态下的结构。FrhB的多肽链此前未见同源物,我们通过电镜图谱从头追踪了其结构。该复合物的质量为1.2 MDa,包含12个异源三聚体,这些异源三聚体出乎意料地形成了一个具有空心核心的球形蛋白外壳。冷冻电镜图谱显示,平行于蛋白质外壳的金属簇链具有很强的电子密度,F420结合位点位于链的末端,靠近球形结构的外部。DOI:http://dx.doi.org/10.7554/eLife.00218.001。[1]辅酶F420是一种氧化还原辅因子,存在于产甲烷菌和多种放线菌中。尽管这种辅因子具有重要的生物学意义,但其脱氮黄素核心(8-羟基-5-脱氮黄素,F(o))的生物合成机制仍知之甚少。参与该过程的酶F(o)合酶是一种不寻常的多结构域自由基SAM酶,它利用两个独立的5'-脱氧腺苷自由基催化F(o)的形成。本文报道了对这种复杂酶的详细机理研究,该研究使我们确定了:(1) 两个自由基SAM结构域从底物中夺取的氢原子;(2) 第二个酪氨酸衍生的产物;(3) CofH催化反应的反应产物;(4) 证明该产物是CofG的底物;以及 (5) 与CofH活性位点上对羟基苄基自由基的形成相一致的立体化学研究。这些结果使我们能够提出F(o)合酶的机理,并揭示自由基SAM酶学中一种新的催化基序,该基序涉及利用两个5'-脱氧腺苷自由基介导复杂杂环的形成。[2]
体外辅酶F420-1酶活性测定用于测量F420依赖性酶的活性。该检测方法通常包括将酶与其底物和F420一起孵育,并监测吸光度的变化,因为F420具有特征吸收光谱。该化合物用作辅因子,用于研究酶的动力学和机制。
细胞实验
辅酶F420是产甲烷代谢中的核心低氧化还原电位电子载体。在F420依赖性氢化酶的作用下,该辅酶在氢气存在下被还原。在pH 7条件下,F420还原的标准自由能变化为-15 kJ mol⁻¹,且与温度(25-65℃)无关。对产甲烷菌(Methanothermobacter thermautotrophicus)的细胞悬浮液在不同条件下培养的实验表明,还原态和氧化态F420的比例与气相氢气分压处于热力学平衡状态。在分批补料发酵罐中培养过程中,随着溶解氢浓度的降低,该比例发生变化。大部分时间里,这些变化符合细胞内F420氧化态与细胞外氢气之间热力学平衡的预期。此外,甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)中代谢甲醇而非转化乙酸的细胞,其还原型和氧化型辅酶F420的比例与外部氢气保持热力学平衡。该研究结果表明,F420可作为评估产氢菌体内氢气浓度的有效探针。[3]在分枝杆菌中,脱氮黄素衍生物F420作为F420特异性葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Fgd)的氢化物转移辅酶。目前尚不清楚分枝杆菌中利用Fgd生成的还原型F420(F420H2)的生理相关反应。本研究发现,F420H2仅在氧气存在下才能被NO氧化。进一步分析表明,由NO和O₂生成的NO₂是氧化剂。紫外-可见光谱和基于NO传感器的分析证实,F₄²⁰H₂可将NO₂还原为NO。该反应可作为结核分枝杆菌的防御机制,因为在有氧条件下,结核分枝杆菌对NO₂的敏感性高于NO。活化的巨噬细胞产生NO,NO在酸化的吞噬体中转化为NO₂。因此,结核分枝杆菌可通过F₄²⁰H₂将NO₂还原为NO,从而降低巨噬细胞的抗菌活性;这种防御机制与结核病活动期细菌在有氧条件下生长的情况相符。这一假设与以下观察结果相符:一种结核分枝杆菌的非致病性近缘种——耻垢分枝杆菌的突变株,要么不产生F420,要么无法还原F420,其对NO2的敏感性比野生型菌株高约4倍。这种现象类似于γ-生育酚的抗癌活性,γ-生育酚能将NO2还原为NO,从而保护人类细胞免受NO2诱导的癌变。[2]
体外细胞研究通常不使用辅酶F420-1,因为它是一种古菌酶的辅因子,不用于哺乳动物细胞培养。对其的研究仅限于生化和微生物学分析。
动物实验
辅酶F420-1不适用于体内动物实验,因为它并非药物,也不用于动物实验。它是一种研究古菌代谢的研究工具,不用于动物模型。
药代性质 (ADME/PK)
辅酶F420-1的分子式为C16H17N3O7,分子量为363.32 g/mol,为固体粉末,通常储存于-20℃,纯度≥98%。它是一种研究级化合物,广泛应用于生物化学和微生物学领域。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
辅酶F420-1作为一种研究用化学品,不适用于人类。通常情况下,应按照标准的实验室安全预防措施进行操作。由于它是一种微生物辅因子,其毒理学特性与人类暴露无关。
参考文献

[1]. De novo modeling of the F(420)-reducing [NiFe]-hydrogenase from a methanogenic archaeon by cryo-electron microscopy. Elife. 2013;2:e00218. Published 2013 Mar 5.

[2]. Biosynthetic versatility and coordinated action of 5'-deoxyadenosyl radicals in deazaflavin biosynthesis. J Am Chem Soc. 2015;137(16):5406-5413.

[3]. Hydrogen concentrations in methane-forming cells probed by the ratios of reduced and oxidized coenzyme F420. Microbiology. 2005;151(Pt 5):1697‐1705.

[4]. Conversion of NO2 to NO by reduced coenzyme F420 protects mycobacteria from nitrosative damage. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(15):6333‐6338.

其他信息
因子Fo属于喹啉类化合物。
据报道,在嗜热甲烷杆菌(Methanobacter thermophilus)中检测到了8-羟基-5-脱氮黄素,相关数据可供参考。
辅酶F420-1是产甲烷古菌的关键辅因子,也称为因子F420-1或辅酶FO。它被用于研究古菌独特的代谢途径,包括产甲烷作用、能量代谢和氧化还原反应。它是研究微生物生物化学和酶学的重要工具。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C16H17N3O7
分子量
363.322084188461
精确质量
363.107
CAS号
37333-48-5
PubChem CID
122079
外观&性状
Yellow to brown solid powder
LogP
-3
tPSA
169.16
氢键供体(HBD)数目
6
氢键受体(HBA)数目
8
可旋转键数目(RBC)
5
重原子数目
26
分子复杂度/Complexity
796
定义原子立体中心数目
0
InChi Key
HJMIIBXYFPJZBP-UHFFFAOYSA-N
InChi Code
InChI=1S/C16H17N3O7/c20-6-12(23)13(24)11(22)5-19-10-4-8(21)2-1-7(10)3-9-14(19)17-16(26)18-15(9)25/h1-4,11-13,20,22-24H,5-6H2,(H2,17,18,25,26)
化学名
10-(2,3,4,5-tetrahydroxypentyl)-1H-pyrimido[4,5-b]quinoline-2,4,8-trione
别名
8-Hydroxy-5-deazaflavin; Factor Fo; 10-(2,3,4,5-tetrahydroxypentyl)-1H-pyrimido[4,5-b]quinoline-2,4,8-trione; factor 420; 37333-48-5; 8-HDF cpd; F(420); DTXSID50958446;
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
DMSO : ~5 mg/mL (~13.76 mM)
Ethanol :< 1 mg/mL
溶解度 (体内实验)
配方 1 中的溶解度: 1 mg/mL (2.75 mM) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 悬浮液;超声助溶。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将100 μL 10.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入400 μL PEG300中,混匀;然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80,混匀;加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备:将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中,得到澄清溶液。

配方 2 中的溶解度: 0.53 mg/mL (1.46 mM) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 悬浊液; 超声助溶。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将 100 μL 5.3mg/mL澄清的DMSO储备液加入到900μL 20%SBE-β-CD生理盐水中,混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备(4°C,1 周):将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中,得到澄清溶液。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 2.7524 mL 13.7620 mL 27.5239 mL
5 mM 0.5505 mL 2.7524 mL 5.5048 mL
10 mM 0.2752 mL 1.3762 mL 2.7524 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
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配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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