Ubiquinol-cytochroom c reductase

Complex III, cytochroom bc1, coenzym Q - cytochroom c reductase of ubiquinol-cytochroom c reductase is het derde complex van de elektronen transportketen, dat betrokken is bij de cellulaire ademhaling en biochemie van adenosine trifosfaat generatie via oxidatieve fosforylering. Structureel is een transmembraan multimeer lipoproteïne gecodeerd door het nucleaire genoom teneinde mitochondriale. Het wordt gevonden in veel bacteriën en eukaryotische mitochondriën aerobics.

Het complex III bestaat uit 11 subeenheden en heeft een massa van 248 kDa. Drie van deze subeenheden hebben ademhalingsfunctie en hebben prosthetische groepen. Het cytochroom b subunit bevat twee heem type b; cytochrome c heeft een soort heem c) en Rieske ijzer-zwavel eiwit een combinatie van twee ijzeratomen en twee zwavel.

De ubiquinol-cytochroom c reductase caltaliza de volgende chemische reactie:

Daarom is de twee substraten van dit enzym zijn de ferrieten dehidroquinona en cytochroom c, terwijl alle drie de producten zijn chinon, ferro- cytochroom c, en H.

Het behoort ook tot de familie van oxidoreductasen, in het bijzonder die optreedt difenolen en verwante donor en het gebruik ervan als het cytochroom als acceptor stoffen.

Het speelt een belangrijke rol bij oxidatieve fosforylering en cofactoren vier cytochroom C1, cytochroom b-562, cytochroom b-566 en ferredoxine twee ijzeratomen.

Nomenclatuur

De systematische naam van dit enzym klasse ubiquinol: ferricytochroom-c oxidoreductase. Andere gebruikelijke namen:

Structuur

Vergeleken met andere subeenheden hogere proton pompen Horizontale de elektrontransportketen, het aantal van zijn subeenheden lijkt klein, zo klein als drie polypeptideketens, maar dit aantal kan worden vergroot en hogere dieren elf subeenheden. Drie van deze subeenheden prosthetische groepen. Cytochroom b subunit heeft twee heem groepen b-type cytochroom c subunit heeft een heem-groep van het type C en ijzer zwavel eiwit Rieske heeft een groep gevormd door twee ijzeratomen en twee zwavel.

Gekatalyseerde reactie

Complex III katalyseert de reductie van cytochroom c door het verminderen van co-enzym Q, en 4 gelijktijdig pompen protonen van de mitochondriale matrix om de intermembrane ruimte:


QH2 cytochroom c + 2 + 2 + 2 Hdentro → Q cytochroom c + 4 Hfuera


In het proces dat bekend staat als Q-cyclus, zijn twee protonen geconsumeerd matrix, vier protonen in de intermembrane ruimte en twee elektronen passeren richting cytochroom c vrijgegeven.

Reactiemechanisme

Het reactiemechanisme van complex III genoemd ubiquinone fiets of cyclus Q. In deze cyclus worden vier protonen vrijkomen in de positieve zijde van de binnenste mitochondriale membraan, maar slechts twee protonen worden verwijderd uit de matrix van het binnenmembraan mitochondriale). Hierdoor wordt een proton gradiënt tussen de twee zijden van het membraan gevormd. In de totale reactie worden twee moleculen geoxideerd tot ubiquinol ubiquinon, waarna een van ubiquinon gereduceerd tot ubiquinol. Hierdoor worden twee elektronen van de ubiquinol ubiquinon overgebracht naar twee cytochroom c als intermediair.

Algemeen:

  • 2 x QH2 geoxideerd tot Q
  • 1 x Q gereduceerd tot QH2
  • 2 x c1 verminderd Cyt
  • 4 x H + vrijkomen in de ruimte intermembrane
  • 2 x H worden verwijderd uit de matrix

De reactie verloopt volgens de volgende stappen:

Eerste ronde:

  • Cytochroom b bindt één molecuul ubiquinol en ubiquinone.
  • De 2 Fe / 2S centrum en heem bL verwijderen van een groep van gebonden elektron elke ubiquinol, het vrijgeven van twee waterstofatomen in de intermembrane ruimte.
  • Eén van de elektronen wordt overgedragen aan cytochroom c1 van het centrum 2Fe / 2S, terwijl het andere elektron wordt overgebracht van het heem bL de heem bH.
  • Cytochroom c1 draagt ​​haar elektron cytochroom c en heem bH draagt ​​zijn elektron naar het nabijgelegen ubiquinon, resulterend in de vorming van een ubisemiquinone.
  • Cytochroom c diffundeert. De eerste molecuul ubiquinol wordt losgelaten terwijl de semichinon bij elkaar blijft.

Tweede ronde:

  • Een tweede ubiquinol bindt aan cytochroom b.
  • De 2 Fe / 2S centrum en BL heem elk weg te nemen een elektron om ubiquinol onlangs verenigd, het vrijgeven van twee waterstofatomen in de intermembrane ruimte.
  • Een elektron wordt overgedragen van het centrum 2Fe / 2S op cytochroom c1, terwijl een ander elektron wordt van de heem heem BH BL.
  • Cytochroom c1 draagt ​​dan het elektron hacie cytochroom c, terwijl nabij semichinon een tweede elektron heem BH, samen met twee protonen van de matrix.
  • De tweede ubiquinol, wordt vrijgegeven samen met de nieuw gevormde ubiquinol.

Namen van menselijke genen

MTCYB: mtDNA cytochroom b-codering; mutaties van deze genen zijn aan intolerantie oefenen

CYC1: cytochroom c1

CYCS: cytochroom c

UQCRFS1: eiwit Rieske

UQCRB: bindend eiwit ubiquinone, mutaties van dit gen gerelateerd zijn aan de nucleaire mitochondriale complex III-deficiëntie type 3

UQCRH: eiwit scharnier

UQCRC2: Core 2 mutaties in dit gen zijn aan mitochondriale complex III deficiëntie, kern type 5.

UQCRC1: kern 1

UQCR: subunit 6.4KD

UQCR10: subunit 7.2KD

TTC19: subeenheid nieuw geïdentificeerde mutaties in dit gen zijn geassocieerd met complexe III deficiëntie Type 2 kern.

Complex III-remmers

Er zijn drie verschillende groepen van complex III remmers.

  • Antimycin Een Qi plaats bindt aan en remt het elektron transfer van het heem complex III bH de Q geoxideerd.
  • De stigmatellin Mixotiazol en Qo website binden en remmen de overdracht van elektronen van gereduceerde QH2 Rieske eiwit. De stigmatellin mixotiazol en binden aan verschillende "zakken" in de Qo website.
    • De mixotiazol voegt zich bij een zeer dicht bij cytochroom bL punt.
    • De stigmatellin voegt zich bij een site in de buurt Rieske eiwit, dat sterk met samenwerkt.

Sommige van de verbindingen van deze families werden gebracht als funcigidas zoals antimalariamiddelen.

Verder propylhexedrine remt ook cytochroom c reductase.

Vrije zuurstofradicalen

Een kleine fractie van elektronen verlaat de elektrontransportketen voordat het complex IV. Voortijdige lekkage van elektronen aan zuurstof leidt tot de vorming van superoxide. De relevantie van deze reactie is dat superoxide en andere reactieve zuurstofsoorten zijn zeer toxisch en wordt gedacht een rol te spelen bij verschillende ziekten, evenals bij veroudering, is het zogenaamde theorie van veroudering vrije radicalen . Filtratie van elektronen komt vooral in Qo site en wordt gestimuleerd door antimycin A. De antimycin blokkeert de haem b in gereduceerde toestand, vervolgens voorkomen reoxidatie qi plaats, die op hun beurt veroorzaakt dat de basale Qo van semichinon te stijgen, deze species reageert met zuurstof superoxide vormen. Er wordt aangenomen dat hoge membraanpotentiaal heeft een soortgelijk effect. Het superoxide geproduceerd in de Qo site kan worden vrijgegeven zowel in de mitochondriale matrix in de ruimte plaats hydroperoxyl intermembrane superoxide waterdicht.

Genmutaties bij menselijke ziekte complex III

Verwante mutaties in het complex III genen zelf doorgaans manifesteren als verschillende typen inspanningsintolerantie. Zij hebben gemeld dat andere mutaties Septo-optische dysplasie en multisysteemziekte veroorzaken. Echter, kunnen mutaties in het gen BCS1L, een van de genen verantwoordelijk voor de correcte rijping van complex III leiden tot Björnstad of gracile syndroom. Deze syndromen zijn dodelijk bij pasgeborenen, waar de neurologische verschijnselen en multisystem mitochondriale typeren verschillende ernstige ziektebeelden te ontwikkelen. De pathogeniciteit van diverse mutaties werden gecontroleerd biologische modelsystemen zoals gist.

Tot nu toe niet bekend wat de omvang van deze ziekten veroorzaakt door bioenergetic gebreken of overproductie van superoxide.

(0)
(0)

Commentaren - 0

Geen reacties

Voeg een Commentaar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha