Cualquier sistema enzimático que incluya la proteína o el dominio del citocromo P450 puede denominarse sistema que contiene P450 .
Las enzimas P450 generalmente funcionan como una oxidasa terminal en cadenas de transferencia de electrones multicomponente , llamadas sistemas monooxigenasa que contienen P450, aunque también se han descrito P450 no monooxigenasa autosuficientes. Todos los sistemas conocidos de monooxigenasa que contienen P450 comparten una arquitectura de dominio estructural y funcional común . Además del citocromo en sí, estos sistemas contienen uno o más dominios redox fundamentales : dominio o flavoproteína que contiene FAD , dominio FMN , ferredoxina y citocromo b 5. Estos dominios redox ubicuos, en varias combinaciones, están ampliamente distribuidos en sistemas biológicos. El dominio FMN, la ferredoxina o el citocromo b 5 transfieren electrones entre la flavina reductasa (proteína o dominio) y P450. Si bien los sistemas que contienen P450 se encuentran en todos los reinos de la vida, algunos organismos carecen de uno o más de estos dominios redox.
Los sistemas P450 mitocondriales y algunos bacterianos emplean ferredoxinas (Fd) de Fe 2 S 2 solubles que actúan como portadores de un solo electrón entre la ferredoxina reductasa (FR) que contiene FAD y la P450. En los sistemas de monooxigenasa mitocondrial, la adrenodoxina funciona como un portador de electrones solubles entre NADPH: adrenodoxina reductasa y varios P450 unidos a la membrana (CYP11A, CYP11B, CYP27). En las bacterias, la putidaredoxina, la terpredoxina y la rodocoxina sirven como portadores de electrones entre las ferredoxinas reductasas correspondientes dependientes de NADH y las P450 solubles ( CYP101 , CYP108, CYP116).
Las enzimas eucariotas microsomales P450 y algunas bacterias P450 reciben electrones de una enzima que contiene FAD y FMN conocida como citocromo P450 reductasa (CPR; EC 1.6.2.4 ). La CPR microsomal es una proteína unida a la membrana que interactúa con diferentes P450. En Bacillus megaterium y Bacillus subtilis , CPR es un dominio C-terminal de CYP102, un sistema P450 soluble autosuficiente de polipéptido único (P450 es un dominio N-terminal). El esquema general de flujo de electrones en el sistema CPR / P450 es:
El citocromo b 5 de la proteína transportadora de electrones ubicua puede servir como un efector (activador o inhibidor) de P450s. Se planteó la hipótesis de que el citocromo b 5 está involucrado en la transferencia del segundo electrón a P450, ya sea de CPR o de NADH: citocromo b 5 reductasa (CBR; EC 1.6.2.2 ):
La capacidad del sistema CBR / citocromo b 5 para soportar la catálisis P450 se ha demostrado in vitro usando CBR purificado y citocromo b 5 de Saccharomyces cerevisiae y la enzima CYP51 de Candida albicans . En este sistema, tanto el primer como el segundo electrones son donados por CBR.