Embora os processos de enovelamento da proteína e ligação do cofactor in vivo não sejam totalmente conhecidos, estudos in vitro indicam que o enovelamento ocorre antes, e de forma independente, da ligação do FMN, já que é possível purificar apoflavodoxina a partir de culturas bacterianas crescidas em condições limitantes de FMN[1]. A flavodoxina é amplamente utilizada como modelo em estudos cinéticos e termodinâmicos de estabilidade estrutural proteica[1].
Em geral, as flavodoxinas são proteínas bacterianas, com excepção de algumas algas vermelhas e verdes (eucariontes). Encontram-se espalhadas em vários grupos filogeneticamente diversos[1]. Embora ausentes em eucariontes superiores, existem proteínas eucariotas que possuem domínios similares a flavodoxinas, o que sugere a existência no passado de eventos de fusão de genes. A história evolutiva das flavodoxinas bacterianas é mais complexa, parecendo haver diversos eventos de transferência horizontal de genes[1]. As flavodoxinas parecem ter existido em ancestrais comuns que originaram as plantas superiores no presente, embora estejam ausentes destas[2].
Graças à presença do cofactor flavínico, a flavodoxina é capaz de aceitar e doar electrões de e a outras proteínas. Quando livre em solução aquosa, o FMN é incapaz de estabilizar a forma semiquinona, que é essencial para a transferência sequencial de electrões; a ligação à proteína possibilita a existência bem definida dos três estados de oxidação possíveis (quinona oxidada, semiquinona e hidroquinona)[1]. Esta estabilização ocorre através da modulação pela proteína dos potenciais de redução de cada forma do FMN.
As flavodoxinas possuem diversos processos de oxidação-redução em comum com as ferredoxinas, substituindo estas quando as condições ambientais são limitantes em ferro[2].
Uma das principais actividades da flavodoxina é a transferência de electrões entre o fotossistema I e a enzima ferredoxina(flavodoxina):NADP+ oxirredutase (FNR) em organismos fotossintéticos. A flavodoxina interage também com a FNR em organismos não fotossintéticos, estando aparentemente envolvida na resposta a condições de stress oxidativo[1]. Outras enzimas que usam a flavodoxina como doadora de electrões incluem a nitrogenase, a piruvato liase, a ribonucleótido redutase, a HMBPP sintase e a metionina sintase[1]. Em Bacillus subtilis, participa na biossíntese de biotina.

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