www.wikidata.de-de.nina.az

Cytochrom c Reduktase Das Enzym genauer Coenzym Q Cytochrom c Oxidoreduktase systematischer Name Cytochrom bc1 Komplex o

Cytochrom-c-Reduktase

Das Enzym Cytochrom-c-Reduktase, genauer Coenzym Q : Cytochrom c Oxidoreduktase (systematischer Name), Cytochrom-bc1-Komplex oder auch Komplex III der mitochondrialen Atmungskette genannt, ist ein Proteinkomplex. Das Enzym fungiert als Oxidoreduktase, es katalysiert in einer gekoppelten Reaktion (Q-Zyklus) die Oxidation von Coenzym Q mit der Reduktion von Cytochrom c und der Translokation von Protonen aus dem Matrixraum (M) in den Intermembranraum (IM). Mutationen im MT-CYB-Gen sind für seltene Erbkrankheiten wie Myopathien und Optikus-Neuropathie Typ Leber (LHON) ursächlich.

Cytochrom-c-Reduktase
Kristallstruktur
Bezeichner
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 1.10.2.2, Oxidoreduktase
Reaktionsart Redoxreaktion
Substrat reduziertes Coenzym Q + oxidiertes Cytochrom c
Produkte oxidiertes Coenzym Q + reduziertes Cytochrom c

Schematische Darstellung der Cytochrom-c-Reduktase mit den Reaktionen.
Schematische Darstellung des Q-Zyklus.

Struktur Bearbeiten

Die mitochondriale Cytochrom-c-Reduktase ist ein Transmembranprotein, bestehend aus elf Untereinheiten. Der minimal funktionelle Komplex besteht aus nur drei essentiellen katalytischen Untereinheiten mit vier Kofaktoren:

  • Cytochrom b mit zwei Häm b (bL und bH)
  • Cytochrom c1 mit einem Häm c
  • Rieske Eisen-Schwefel-Protein (ISP engl. iron sulfur protein) mit einem [2Fe·2S]-Zentrum

Funktion Bearbeiten

Die Funktion der Cytochrom-c-Reduktase besteht in dem

  • Transfer von Elektronen vom Coenzym Q (Zwei-Elektronenüberträger) zum Cytochrom c (Ein-Elektronenüberträger)
  • Transport von Protonen mittels Coenzym Q (Zwei-Protonenüberträger) von der elektronegativen Seite der Membran (Matrixraum, M) zur elektropositiven Seite der Membran (Intermembranraum, IM)

Der Elektronentransfer und die Protonentranslokation sind in der Cytochrom-c-Reduktase über den sogenannten Q-Zyklus (Q für engl. Quinone) gekoppelt.

Das Enzym besitzt zwei Bindungs- bzw. Reaktionszentren (Qo und Qi) für das Substrat Coenzym Q:

  • Qo- oder QP-Zentrum (o engl. output, P engl. positive site): Hier bindet reduziertes Coenzym Q (Ubihydrochinon, QH2) und wird zu Ubichinon (Q) oxidiert.
  • Qi- oder QN-Zentrum (i engl. input, N engl. negative site): Hier bindet oxidiertes Coenzym Q (Ubichinon, Q) und wird zu Ubihydrochinon (QH2) reduziert.

An diesen beiden Reaktionszentren finden folgende Reaktionen statt:

Am Qo-Zentrum bindet ein Ubihydrochinon. Ubihydrochinon (QH2) überträgt ein Elektron via FeS-Zentrum und Häm c1 auf die Hämgruppe eines gebundenen Cytochrom c. Das entstandene Ubisemichinon (Q·−) am Qo-Zentrum überträgt ein weiteres Elektron via Häm bL auf Häm bH und gibt zwei Protonen an die positiv geladenen Membranseite (P) ab. Das entstandene Ubichinon (Q) verlässt nun die Bindungsstelle. Dieser Halbzyklus wird nun ein zweites Mal durchlaufen.

Am Qi-Zentrum bindet ein Ubichinon. Ubichinon (Q) nimmt ein Elektron via Häm bL und Häm bH auf. Das entstandene Ubisemichinon (Q·−) nimmt ein weiteres Elektron via Häm bL und Häm bH auf und zwei Protonen von der negativ geladenen Membranseite (N). Das entstandene Ubihydrochinon (QH2) verlässt nun die Bindungsstelle. Damit wird pro Zyklus ein Ubichinon regeneriert.

Im Verlauf eines kompletten Q-Zyklus werden somit einerseits am Qo-Zentrum zwei Ubihydrochinone zu Ubichinon oxidiert, andererseits wird am Qi-Zentrum ein Ubihydrochinon zurückgewonnen. Dabei werden zwei Cytochrom c (Cyt c) reduziert. Weiterhin werden zwei Protonen von der negativ geladenen Membranseite (N) entzogen und vier Protonen an die positiv geladene Membranseite (P) abgegeben.

Inhibitoren Bearbeiten

Alternative Bezeichnungen Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Mitchell, P. (1961): Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemiosmotic type of mechanism. In: Nature. Bd. 191, S. 144–148. PMID 13771349
  • Mitchell, P. (1975): Protonmotive redox mechanism of the cytochrome bc1 complex in the respiratory chain: protonmotive ubiquinone cycle. In: FEBS Lett. Bd. 56, S. 1–6. PMID 239860

Siehe auch Bearbeiten

Weitere Komplexe der Atmungskette:

Weblinks Bearbeiten

wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Das Enzym Cytochrom c Reduktase genauer Coenzym Q Cytochrom c Oxidoreduktase systematischer Name Cytochrom bc1 Komplex oder auch Komplex III der mitochondrialen Atmungskette genannt ist ein Proteinkomplex Das Enzym fungiert als Oxidoreduktase es katalysiert in einer gekoppelten Reaktion Q Zyklus die Oxidation von Coenzym Q mit der Reduktion von Cytochrom c und der Translokation von Protonen aus dem Matrixraum M in den Intermembranraum IM Mutationen im MT CYB Gen sind fur seltene Erbkrankheiten wie Myopathien und Optikus Neuropathie Typ Leber LHON ursachlich Cytochrom c ReduktaseKristallstrukturBezeichnerExterne IDs CAS Nummer 9027 03 6EnzymklassifikationEC Kategorie 1 10 2 2 OxidoreduktaseReaktionsart RedoxreaktionSubstrat reduziertes Coenzym Q oxidiertes Cytochrom cProdukte oxidiertes Coenzym Q reduziertes Cytochrom cSchematische Darstellung der Cytochrom c Reduktase mit den Reaktionen Schematische Darstellung des Q Zyklus Inhaltsverzeichnis 1 Struktur 2 Funktion 3 Inhibitoren 4 Alternative Bezeichnungen 5 Literatur 6 Siehe auch 7 WeblinksStruktur BearbeitenDie mitochondriale Cytochrom c Reduktase ist ein Transmembranprotein bestehend aus elf Untereinheiten Der minimal funktionelle Komplex besteht aus nur drei essentiellen katalytischen Untereinheiten mit vier Kofaktoren Cytochrom b mit zwei Ham b bL und bH Cytochrom c1 mit einem Ham c Rieske Eisen Schwefel Protein ISP engl iron sulfur protein mit einem 2Fe 2S ZentrumFunktion BearbeitenDie Funktion der Cytochrom c Reduktase besteht in dem Transfer von Elektronen vom Coenzym Q Zwei Elektronenubertrager zum Cytochrom c Ein Elektronenubertrager Transport von Protonen mittels Coenzym Q Zwei Protonenubertrager von der elektronegativen Seite der Membran Matrixraum M zur elektropositiven Seite der Membran Intermembranraum IM Der Elektronentransfer und die Protonentranslokation sind in der Cytochrom c Reduktase uber den sogenannten Q Zyklus Q fur engl Quinone gekoppelt Das Enzym besitzt zwei Bindungs bzw Reaktionszentren Qo und Qi fur das Substrat Coenzym Q Qo oder QP Zentrum o engl output P engl positive site Hier bindet reduziertes Coenzym Q Ubihydrochinon QH2 und wird zu Ubichinon Q oxidiert Qi oder QN Zentrum i engl input N engl negative site Hier bindet oxidiertes Coenzym Q Ubichinon Q und wird zu Ubihydrochinon QH2 reduziert An diesen beiden Reaktionszentren finden folgende Reaktionen statt Am Qo Zentrum bindet ein Ubihydrochinon Ubihydrochinon QH2 ubertragt ein Elektron via FeS Zentrum und Ham c1 auf die Hamgruppe eines gebundenen Cytochrom c Das entstandene Ubisemichinon Q am Qo Zentrum ubertragt ein weiteres Elektron via Ham bL auf Ham bH und gibt zwei Protonen an die positiv geladenen Membranseite P ab Das entstandene Ubichinon Q verlasst nun die Bindungsstelle Dieser Halbzyklus wird nun ein zweites Mal durchlaufen Qo Zentrum 2 QH2 Q 2 e 2 H P Am Qi Zentrum bindet ein Ubichinon Ubichinon Q nimmt ein Elektron via Ham bL und Ham bH auf Das entstandene Ubisemichinon Q nimmt ein weiteres Elektron via Ham bL und Ham bH auf und zwei Protonen von der negativ geladenen Membranseite N Das entstandene Ubihydrochinon QH2 verlasst nun die Bindungsstelle Damit wird pro Zyklus ein Ubichinon regeneriert Qi Zentrum Q 2 e 2 H N QH2Im Verlauf eines kompletten Q Zyklus werden somit einerseits am Qo Zentrum zwei Ubihydrochinone zu Ubichinon oxidiert andererseits wird am Qi Zentrum ein Ubihydrochinon zuruckgewonnen Dabei werden zwei Cytochrom c Cyt c reduziert Weiterhin werden zwei Protonen von der negativ geladenen Membranseite N entzogen und vier Protonen an die positiv geladene Membranseite P abgegeben Summe QH2 2 Cyt cox 2 H N Q 2 Cyt cred 4 H PInhibitoren Bearbeitenam Qo Zentrum Myxothiazol Stigmatellin Methoxyacrylsaureester MOA Strobilurine am Qi Zentrum Antimycin AAlternative Bezeichnungen BearbeitenCoenzym Q Cytochrom c Oxidoreduktase Cytochrom Reduktase Komplex III der Atmungskette Cytochrom bc1 KomplexLiteratur BearbeitenMitchell P 1961 Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemiosmotic type of mechanism In Nature Bd 191 S 144 148 PMID 13771349 Mitchell P 1975 Protonmotive redox mechanism of the cytochrome bc1 complex in the respiratory chain protonmotive ubiquinone cycle In FEBS Lett Bd 56 S 1 6 PMID 239860Siehe auch BearbeitenQ Zyklus ProtonengradientWeitere Komplexe der Atmungskette Komplex I auch NADH Dehydrogenase Komplex II auch Succinat Dehydrogenase Komplex IV auch Cytochrom c Oxidase Komplex V auch ATP SynthaseWeblinks Bearbeitenbc1 Homepage Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Cytochrom c Reduktase amp oldid 238026921