Remove ads
A coencima Q-citocromo c redutase, tamén chamada ubiquinol-citocromo c redutase, complexo do citocromo bc1 ou Complexo III respiratorio (número EC 1.10.2.2, ver máis nomes máis abaixo) é o complexo encimático que forma o terceiro complexo da cadea de transporte de electróns respiratoria, que é fundamental para que funcione o transporte de electróns que posibilita a xeración posterior de ATP (molécula que almacena enerxía) durante a fosforilación oxidativa. O complexo consta de moitas subunidades proteicas transmembrana. O Complexo III está presente na mitocondria de todos os animais e todos os eucariotas aeróbicos e na membrana plasmática da maioría das eubacterias. As mutacións no Complexo III causan intolerancia ao exercicio e trastornos multisistema. O complexo do bc1 consta de 11 subunidades, 3 subunidades respiratorias (citocromo b, citocromo c1, proteína de Rieske), 2 proteínas do core e 6 proteínas de baixo peso molecular.
| Coencima Q-citocromo c redutase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Estrutura cristalina do complexo do citocromo bc1 mitocondrial unido á ubiquinona.[1] | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | UCR_TM | ||||||||
| Pfam | PF02921 | ||||||||
| InterPro | IPR004192 | ||||||||
| SCOPe | 1be3 / SUPFAM | ||||||||
| TCDB | 3.D.3 | ||||||||
| OPM superfamily | 345 | ||||||||
| OPM protein | 3cx5 | ||||||||
| |||||||||
| ubiquinol—citocromo-c redutase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 1.10.2.2 | ||||||||
| Número CAS | 9027-03-6 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| Gene Ontology | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
A ubiquinol—citocromo c redutase cataliza a seguinte reacción química:
- QH2 + 2 ferricitocromo c Q + 2 ferrocitocromo c + 2 H+
Os dous substratos deste encima son a dihidroquinona (QH2) e o ferri- (Fe3+) citocromo c, e os seus tres produtos son: quinona (Q), ferro- (Fe2+) citocromo c, e H+.
Este encima pertence á familia das oxidorredutases, concretamente ás que actúan sobre os difenois e substrancias relacionadas como doantes cun citocromo como aceptor. Este encima forma parte da cadea de transporte electrónico, polo que participa na fosforilación oxidativa. Ten catro cofactores, que son: citocromo c1, citocromo b-562, citocromo b-566 e unha ferredoxina con dous átomos de ferro.
Remove ads
O nome sistemático desta clase de encimas é ubiquinol:ferricitocromo-c oxidorredutase. Entre os outros nomes que se lle teñen dado están:
|
|
Remove ads
O Complexo III é un complexo proteico de moitas subunidades codificadas tanto no xenoma mitocondrial (caso do seu compoñente o citocromo b) coma no xenoma nuclear (o resto das subunidades). Os xenes humanos que as codifican son:
MTCYB: citocromo b codificado no ADNmt; mutacións asociadas coa intolerancia ao exercicio
CYC1: citocromo c1
CYCS: citocromo c
UQCRFS1: proteína ferro-sulfurada de Rieske
UQCRB: proteína de unión á ubiquinona, mutación ligada coa deficiencia do Complexo III mitocondrial tipo nuclear 3
UQCRH: proteína bisagra
UQCRC2: Core 2 (proteína central 2), mutacións ligadas coa deficiencia do Complexo III mitocondrial, tipo nucler 5
UQCRC1: Core 1
UQCR: subunidade de 6,4KD
UQCR10: subunidade de 7,2KD
TTC19: nova subunidade identificada; mutacións ligadas coa deficiencia do Complexo III, tipo nuclear 2.
Remove ads
Comparado con outras subunidades que bombean protóns da cadea de transporte de electróns, o número de subunidades encontradas pode ser nalgunhas especies pequeno, de tan só tres cadeas de polipéptidos, pero este número aumenta nos animais superiores, nos que se encontran 11 subunidades.[2] Tres das subunidades teñen grupos prostéticos. A subunidade do citocromo b ten dous hemos B (bL e bH), a subunidade do citocromo c ten un hemo C (c1), e a subunidade da proteína ferro-sulfurada de Rieske (ISP) ten un cluster de ferro-xofre con dous átomos de ferro e dous de xofre (2Fe•2S).
Remove ads
Cataliza a redución de citocromo c por oxidación do coencima Q (CoQ) e o bombeo simultáneo de 4 protóns desde a matriz mitocondrial ao espazo intermembrana:
- QH2 + 2 cytocromo c (FeIII) + 2 H+entran → Q + 2 citocromo c (FeII) + 4 H+saen
No proceso chamado ciclo Q,[3][4] consómense dous protóns da matriz, libéranse catro protóns ao espazo intermembrana, e pasan dous electróns ao citocromo c.
O mecanismo de reacción do Complexo III (citocromo bc1, coencima Q-citocromo C redutase) coñécese como o ciclo da ubiquinona ou ciclo Q. Neste ciclo son liberados catro protóns no lado "P" positivo (espazo intermembrana), pero só se captan dous protóns desde o lado "N" negativo (matriz). Como resultado créase un gradiente de protóns a través da membrana. Na reacción global, oxídanse dúas moléculas de ubiquinol a ubiquinona e redúcese unha ubiquinona a ubiquinol. No mecanismo completo, transfírense dous electróns desde o ubiquinol á ubiquinona, por medio de dous intermediatos citocromo c.
Reacción global:
- 2 x QH2 oxidadas a Q
- 1 x Q reducida a QH2
- 2 x Cyt c1 reducidos
- 4 x H+ liberados no espazo intermembrana
- 2 x H+ recollidos da matriz
A reacción precede seguindo as seguintes etapas:
Rolda 1:
- Ao citocromo b únense un ubiquinol e unha ubiquinona.
- O centro 2Fe/2S e o hemo bL atraen cada un un electrón procedente do ubiquinol unido, liberando dous ións hidróxeno no espazo intermembrana.
- Transfírese un electrón ao citocromo c1 desde o centro 2Fe/2S, mentres outro é transferido desde o hemo bL ao hemo bH.
- O citocromo c1 transfire o seu electrón ao citocromo c (non confundilo co citocromo c1), e o hemo bH transfire o seu electrón a unha ubiquinona próxima, orixinando a formación dunha ubisemiquinona.
- O citocromo c difunde. Libérase o primeiro ubiquinol (agora oxidado a ubiquinona), e a semiquinona permanece unida.
Rolda 2:
- Únese un segundo ubiquinol ao citocromo b.
- O centro 2Fe/2S e o hemo bL atraen cada un un electrón do ubiquinol unido, liberando dous ión hidróxeno ao espazo intermembrana.
- Transfírese un electrón ao citocromo c1 desde o centro 2Fe/2S, e transfírese outro máis desde o hemo bL ao hemo bH.
- O citrocromo c1 transfire despois o seu electrón ao citocromo c, mentres que a semiquinoma adxacente recolle un segundo electrón procedente do hemo bH, xunto con dous protóns da matriz.
- Libéranse o segundo ubiquinol (agora oxidado a ubiquinona), xunto co ubiquinol acabado de formarse.[5]
Remove ads
Hai tres grupos distintos de inhibidores do Complexo III.
- A Antimicina A únese ao sitio Qi e inhibe a transferencia de electróns no Complexo III desde o hemo bH á Q oxida (inhibidor do sitio Qi).
- O mixotiazol e a estigmatelina únense ao sitio Qo e inhiben a transferencia de electróns desde a QH2 (reducida) á proteína ferro-sulfurada de Rieske. O mixotiazol e a estigmatelina únense a distintos petos do sitio Qo.
- O mixotiazol únese moi preto do citocromo bL (polo que se chama inhibidor "proximal").
- A estigmatelina únese preto da proteína ferro-sulfurada de Rieske, coa cal interacciona fortemente.
Algúns inhibidores foron comercializados como funxicidas (os derivados da estrobilurina, o máis coñecido dos cales é a azoxistrobina; inhibidores QoI) e como axentes antimaláricos (atovaquone).
Ademais, a propilhexedrina inhibe a citocromo c redutase.[6]
Remove ads
Unha pequena fracción dos electróns saen da cadea de transporte de electróns antes de chegaren ao complexo IV. Unha fuga prematura de electróns cara ao oxíxeno dá lugar á formación de superóxidos. A relevancia desta reacción colateral menor é que o superóxido e outras especies reactivas do oxíxeno son moi tóxicas e crese que xogan un papel en varias patoloxías, e no envellecemento (teoría do envellecemento por radicais libres).[7] A fuga de electróns ocorre principalmente no sitio Qo e é estimulada pola antimicina A. A antimicina A pecha os hemos B no seu estado reducido ao impedir a súa reoxidación no sitio Qi, o cal, á súa vez, causa que aumenten as concentracións no estado estable de semiquinona Qo, e esta última reacciona co oxíxeno para formar superóxido. O efecto dos altos potenciais de membrana pénsase que son similares.[8] O superóxido producido no sitio Qo pode ser liberado na matriz mitocondrial[9][10] e no espazo intermembrana (desde onde pode pasar ao citosol).[9][11] Isto pode explicarse polo feito de que o Complexo III podería producir superóxido como HOO• permeable nas membranas en vez de O2-. para o cal as membranas son impermeable.[10]
Remove ads
As mutacións nos xenes relacionados co Complexo III maniféstanse tipicamente como unha intolerancia ao exercicio.[12][13] Outras mutacións nestes xenes causan displasia septo-óptica[14] e trastornos multisistema.[15] Porén, as mutacións en BCS1L, un xene responsable da correcta maduración do Complexo III, poden orixinar a síndrome de Björnstad e a síndrome GRACILE, as cales en neonatos son condicións mortais que teñen manifestacións multisistema e neurolóxicas que tipifican trastornos mitocondriais graves. A patoxenicidade de varias mutacións foi verificada en sistemas modelo como os lévedos.[16]
No se coñece o grao en que estas diversas patoloxías son debidas a déficit bioenerxético ou a sobreprodución de superóxido.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
Remove ads