NADH-dehydrogenas

NADH-dehydrogenas, eller komplex I, är ett stort enzymkomplex på mitokondriernas inre membran^[1]. Det är ett flavoprotein som innehåller järn och svavel^[2]. Komplexet utgör det första enzymatiska steget i elektrontransportkedjan, och oxiderar NADH till H⁺ och NAD⁺, varpå två elektroner överförs till ubikinon, medan 4 protoner överförs till intermembranutrymmet^[3]. Dessa 4 protoner kan sedan återföras till mitokondriens inre matris genom enzymet ATP-syntas, vilket genererar ATP^[1].

Struktur

NADH-dehydrogenas har en L-formad struktur med en hydrofob del, som är inbäddad i mitokondriens inre membran, och en hydrofil del i den inre mitokondriella matrisen^[4]. Delarna består i sin tur av funktionella enheter (moduler): dehydrogenasmodulen (N-modulen), som tar emot elektroner från NADH (fungerar som ingångsport); hydrogenasmodulen (Q-modulen), som lämnar av elektroner till ubikinon; och den protontranslokerande modulen (P-modulen)^[4], som pumpar protoner över det inre membranet från mitokondriens matris till intermembranutrymmet^[3].

Funktion

När NADH anländer till komplexet och oxideras avger molekylen två elektroner i form av en hydridjon (H^-)^[1], vilka tas emot av N-modulen via FMN, som fungerar som en inträdesport^[5]. Därefter transporteras elektronerna genom Q-modulen genom att attraheras till åtta järn-svavel-kluster, för att sedan anlända till elektronbäraren ubikinon^[3]. I redoxreaktionen som följer mellan ubikinon och hydridjonen reduceras ubikinon till ubikinol, varpå redoxenergi frigörs^[4]. Energin används i mitokondrien för att pumpa protoner genom P-modulen från mitokondriens inre matris till intermembranutrymmet, vilket skapar en koncentrationsgradient som används vid ATP-syntes. För varje par elektroner som förflyttas över NADH-dehydrogenas pumpas fyra protoner över mitokondriens inre membran^[6]. Eftersom komplex I är den främsta inträdesplatsen för elektroner till elektrontransportkedjan spelar proteinet en central del för metabolism^[4].

Referenser

1. Danielsson Thorell, Helena; Johansson, Emma (2018). Reaktion Kemi 2. Stockholm: Natur & Kultur
2. ”NADH-dehydrogenas | Svensk MeSH”. mesh.kib.ki.se. https://mesh.kib.ki.se/term/D009245/nadh-dehydrogenase. Läst 28 mars 2023.
3. Ahmad, Maria (2023). Biochemistry, Electron Transport Chain. StatPearls Publishing. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526105/. Läst 28 mars 2023
4. Sharma, Lokendra K.; Lu, Jianxin; Bai, Yidong (2009). ”Mitochondrial Respiratory Complex I: Structure, Function and Implication in Human Diseases”. Current medicinal chemistry 16 (10): sid. 1266–1277. ISSN 0929-8673. PMID 19355884. PMC: 4706149. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4706149/. Läst 28 mars 2023.
5. Lenaz, Giorgio; Fato, Romana; Genova, Maria Luisa; Bergamini, Christian; Bianchi, Cristina; Biondi, Annalisa (2006-09-01). ”Mitochondrial Complex I: Structural and functional aspects” (på engelska). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 1757 (9): sid. 1406–1420. doi:10.1016/j.bbabio.2006.05.007. ISSN 0005-2728. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005272806001319. Läst 28 mars 2023.
6. Chen, Xuewen; Qi, Feng; Dash, Ranjan K.; Beard, Daniel A. (2010-09-08). ”Kinetics and Regulation of Mammalian NADH-Ubiquinone Oxidoreductase (Complex I)”. Biophysical Journal 99 (5): sid. 1426–1436. doi:10.1016/j.bpj.2010.06.063. ISSN 0006-3495. PMID 20816054. PMC: 2931722. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2931722/. Läst 28 mars 2023.

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, tidigare version.