Процессы N-гидроксилирования ксенобиотиков включает замещение одного атома водорода аминогруппы на гидроксил.
С биохимической точки зрения FMO отдаленно напоминает ксантиноксидазу и альдегидоксидазу, так как все эти ферменты в качестве простетическои группы содержат ФАД. Однако роль этого кофермента в каталитических реакциях, осуществляемых с одной стороны FMO и с другой молибдензависимыми ферментами — различна.

Так, ксантиоксидазная реакция в своем механизме предполагает два каталитических центра. Молибден связывает восстанавливающие его субстраты и в процессе реакции превращается из состояния Мо (6) в состояние Мо (5) и Мо (4). Электрон переходит на конечный акцептор — ФАД, при участии железосодержащих центров (Fe2S2) — I и И.

Отсутствие такой цепи переноса электронов в FMO компенсировано за счет другой более простой реакции, приводящей к генерированию в системе активных форм кислорода. Так доказано, что дигидрорибофлавин реагирует с молекулярным кислородом с образованием флавин-4а-оксипероксида.

Нуклеофильный субстрат, например, триметиламин атакуется дистальным кислородом гидроперекиси. В результате такого взаимодействия атом кислорода переносится на субстрат и одновременно образуется оксифлавин. Лимитирующим звеном FMO катализа является распад оксифлавина.

Отдельные стадии, характеризующие механизм каталитического действия FMO изучены в достаточной степени при использовании фермента печени свиньи. В последствие оказалось, что они практически не отличаются от аналогичных путей других экспериментальных животных.
Так как в процессе восстановления флавина участвует НАДФН очень часто FMO называют НАДФН-зависимой.

Физико-химические свойства флавин-4а-оксипероксида свидетельствуют о том, что это слабый окислитель и поэтому неспособен атаковать атомы азота амидов, карбамидов, иминов, нитронов, оксимов, изоцианатов, нитрилов и гетероциклических ароматических аминов. В тоже время алифатические амины, гидроксиламины и гидразины можно отнести к типичным субстратам FMO.

Третичные амины алифатического ряда (промазин, хлорпромазин, имипрамин, антитрипталин, бензамфетамин) и циклические (трифлюперазин, флюфеназин, мепередин, атропин, кокаин, морфин, никотин) в процессе окисления образуют полярные, относительно стабильные N-окиси.

Вторичные алифатические (дезипрамин, нортриптилин) и циклические (перазин) амины, в отличие от третичных в FMO катализе образуют несколько продуктов реакции. На первом этапе образуются гидроксиламины. Они в свою очередь являются прекрасными субстратами FMO, поэтому образуют в последствие нитроны.

Если в реакции окисления FMO участвуют асимметрические вторичные амины (дезипрамин, нортриптилин), то в этом случае образуются нитроны, которые гидролизуются затем до двух различных альдегидов и двух первичных гидроксиламинов.

- Читать далее "Гидролиз нитронов. Катализ лекарственных препаратов"