A mono-oxigenase contendo flavina (FMO, do inglês flavin-containing monooxygenase) é uma superfamília de enzimas microssomais dependentes de NADPH, FAD e oxigénio molecular (O₂), essencial no metabolismo de fase I e na destoxificação de uma imensa variedade de xenobióticos e compostos endógenos no organismo humano. Estruturalmente ancoradas à membrana do retículo endoplasmático — com expressão proeminente no fígado, rins, pulmões e intestinos —, as FMOs catalisam a oxigenação de compostos lipofílicos que possuem heteroátomos nucleofílicos moles, tais como o azoto, enxofre, fósforo e selénio, convertendo-os em metabolitos hidrossolúveis de fácil excreção. Embora partilhe com o sistema do Citocromo P450 (CYP450) a liderança na biotransformação de fármacos, pesticidas, toxinas e poluentes, a FMO distingue-se por ter um mecanismo catalítico singular: a enzima reduz o FAD via NADPH e liga-se ao O₂ antes da introdução do substrato, gerando hidroperoxiflavina 4a, um intermediário excecionalmente estável que funciona como uma «armadilha» química pré-ativada. Esta arquitetura dita que a especificidade da FMO dependa quase exclusivamente da acessibilidade eletrónica do heteroátomo do substrato e não do encaixe tridimensional da molécula, minimizando o risco de inibição por impedimento estérico. No genoma humano, o sistema é codificado por um cluster de genes no cromossoma 1 (1q23-q25) que origina cinco isoenzimas plenamente funcionais (FMO1 a FMO5), cuja regulação é rigidamente dependente do tecido e do estádio de desenvolvimento; a FMO1, por exemplo, domina o fígado fetal e o rim adulto, ao passo que a FMO3 se torna a isoforma hepática predominante após a puberdade. O impacto clínico desta superfamília é dramático, ilustrado por mutações deletérias no gene FMO3 que causam a trimetilaminúria (síndrome do odor a peixe) devido à incapacidade de N-oxigenar a trimetilamina dietética, além de polimorfismos genéticos que moldam a farmacocinética, a toxicidade e a eficácia terapêutica de fármacos diários como a cimetidina, a clozapina, o cetoconazol e o tamoxifeno.
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