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Cytochrome auch Zytochrome von griech kýtos Gefäß Höhlung Zelle und chroma Farbe sind farbige Proteine Chromoproteine da

Cytochrome

Cytochrome (auch: Zytochrome, von griech. kýtos = Gefäß, Höhlung, Zelle und chroma = Farbe) sind farbige Proteine (Chromoproteine) (daher der Name, der „Zellfarbstoff“ bedeutet), die Häme als prosthetische Gruppe enthalten und als Redoxvermittler fungieren, indem das Eisenion im Häm die Oxidationszahl wechselt. Cytochrome werden nach der Variante des Häms, das sie enthalten, und nach ihrem Licht-Absorptionsspektrum unterschieden.

Struktur des Proteins Cytochrom c mit der prosthetischen Gruppe Häm c

Sie spielen eine Rolle bei der Zellatmung, bei der Photosynthese und bei anderen biochemischen Vorgängen, wo sie als Überträger von Elektronen bei Redoxreaktionen (Kofaktor von Oxidoreduktasen) wirken. Es gibt circa 50 verschiedene Typen. Cytochrome kommen in Zellorganellen wie Mitochondrien und Chloroplasten vor. Außerdem kommen Cytochrome in Tieren im braunen Fettgewebe vor. Die Cytochrome geben dabei – zusammen mit zahlreichen Gefäßen – dem Fettgewebe seine braune Farbe.

Geschichte Bearbeiten

Die Cytochrome wurden 1884 von McMunn entdeckt. Erst 40 Jahre nach der Entdeckung konnte David Keilin die Spektren von lebenden Zellen interpretieren als die der drei wichtigsten Cytochrome a, b und c.

Eigenschaften Bearbeiten

Cytochrome besitzen als prosthetische Gruppe ein oder mehrere Häm-Moleküle. Die Cytochrome unterscheiden sich im Häm-Typ und vom Apoprotein, welches das Häm umgibt. Nach ihren charakteristischen Licht-Absorptionsspektren unterscheidet man die Cytochrome a, b, c, d und f, die meist noch einmal mit nachgestellten Nummern weiter unterschieden werden (siehe beispielsweise Cytochrom-b6f-Komplex, Cytochrom c6 oder Succinat-Dehydrogenase §Struktur). Der spezifische Absorptionsbereich von blauen Wellenlängen wird nach dem Entdecker Soret-Bande genannt.

Aufgrund der optischen Eigenschaften der Cytochrome wird der Stoffwechsel von Backhefe Saccharomyces cerevisiae durch Licht beeinflusst. Frühe Forschung konnten eine Zerstörung der Cytochrome durch Licht nachweisen. Aktuellere Forschung sieht vielmehr eine evolutionäre Anpassung der circadianen Rhythmen von Hefen durch die Absorption und damit ein Schutz gegen Lichtschädigung und Sauerstoffradikale.

Beispiele Bearbeiten

Das bestuntersuchte Cytochrom ist das Cytochrom c, welches aus dem Herzmuskelgewebe von Thunfischen oder Pferden gewonnen wird. Es besteht aus ungefähr 100 Aminosäuren und die molekulare Struktur ist durch Proteinkristallographie gut charakterisiert. Cytochrom c ist evolutionsgeschichtlich ein sehr altes Protein.

Im Gegensatz zu vielen anderen Cytochromen, die Aufgaben beim Elektronentransport wahrnehmen, sind „Cytochrom P450“-Proteine und Cyclooxygenasen Enzyme, meist Oxygenasen.

Die Cytochrome OmcS und vor allem OmcZ in den Pili einiger Geobacter-Arten machen diese zu mikrobiellen Nanodrähten (englisch nanowires, auch E-Pili genannt).

Literatur Bearbeiten

  1. MeSH: Cytochromes
  2. Audrey Ensminger (Hrsg.): Foods & Nutrition Encyclopedia. Edition: 2, CRC Press, 1994, p. 1638. ISBN 0-8493-8980-1
  3. McMunn, C. A. (1884): On myohaematin, an intrinsic muscle-pigment of vertebrates and invertebrates, on histohaematin, and on the spectrum of the suprarenal bodies. In: Proceedings of the Physiological Society. Bd. 5, S. XXIV-XXVI, PMC 1485163 (freier Volltext).
  4. Keilin, D. (1925): On cytochrome, a respiratory pigment, common to animals, yeast, and higher plants. In: Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Bd. 98, S. 312–339 JSTOR:81121.
  5. Margoliash, E. & Schejter, A (1984): 100 and 70 years ago: Myohaematins and histohaematins (cytochromes). In: Trends Biochem. Sci. Bd. 9, S. 364–367, doi:10.1016/0968-0004(84)90062-8.
  6. Slater, E.C. (2003): Keilin, cytochrome, and the respiratory chain. In: J. Biol. Chem. Bd. 278, S. 16455–16461. PMID 12560322, doi:10.1074/jbc.X200011200.
  7. Helga Ninnemann, W. L. Butler, B. L. Epel: Inhibition of respiration in yeast by light. In: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. Band 205, Nr. 3, 30. Juni 1970, ISSN 0005-2728, S. 499–506, doi:10.1016/0005-2728(70)90115-5 (sciencedirect.com [abgerufen am 14. Februar 2023]).
  8. James Brian Robertson, Chris R. Davis, Carl Hirschie Johnson: Visible light alters yeast metabolic rhythms by inhibiting respiration. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 110, Nr. 52, 24. Dezember 2013, ISSN 0027-8424, S. 21130–21135, doi:10.1073/pnas.1313369110, PMID 24297928, PMC 3876234 (freier Volltext).
  9. Nikhil S. Malvankar: Behind the paper: An Ultra-Stable Protein Nanowire Made by Bacteria Provides Clues to Combating Climate Change. Auf: nature portfolio - Microbiology Community, 2. Februar 2023.

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Cytochrome auch Zytochrome von griech kytos Gefass Hohlung Zelle und chroma Farbe sind farbige Proteine Chromoproteine daher der Name der Zellfarbstoff bedeutet die Hame als prosthetische Gruppe enthalten und als Redoxvermittler fungieren indem das Eisenion im Ham die Oxidationszahl wechselt Cytochrome werden nach der Variante des Hams das sie enthalten und nach ihrem Licht Absorptionsspektrum unterschieden 1 Struktur des Proteins Cytochrom c mit der prosthetischen Gruppe Ham cSie spielen eine Rolle bei der Zellatmung bei der Photosynthese und bei anderen biochemischen Vorgangen wo sie als Ubertrager von Elektronen bei Redoxreaktionen Kofaktor von Oxidoreduktasen wirken Es gibt circa 50 verschiedene Typen Cytochrome kommen in Zellorganellen wie Mitochondrien und Chloroplasten vor Ausserdem kommen Cytochrome in Tieren im braunen Fettgewebe vor Die Cytochrome geben dabei zusammen mit zahlreichen Gefassen dem Fettgewebe seine braune Farbe 2 Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Eigenschaften 3 Beispiele 4 Literatur 5 WeblinksGeschichte BearbeitenDie Cytochrome wurden 1884 von McMunn 3 entdeckt Erst 40 Jahre nach der Entdeckung konnte David Keilin 4 die Spektren von lebenden Zellen interpretieren als die der drei wichtigsten Cytochrome a b und c 5 6 Eigenschaften BearbeitenCytochrome besitzen als prosthetische Gruppe ein oder mehrere Ham Molekule Die Cytochrome unterscheiden sich im Ham Typ und vom Apoprotein welches das Ham umgibt Nach ihren charakteristischen Licht Absorptionsspektren unterscheidet man die Cytochrome a b c d und f die meist noch einmal mit nachgestellten Nummern weiter unterschieden werden siehe beispielsweise Cytochrom b6f Komplex Cytochrom c6 oder Succinat Dehydrogenase Struktur Der spezifische Absorptionsbereich von blauen Wellenlangen wird nach dem Entdecker Soret Bande genannt Aufgrund der optischen Eigenschaften der Cytochrome wird der Stoffwechsel von Backhefe Saccharomyces cerevisiae durch Licht beeinflusst Fruhe Forschung konnten eine Zerstorung der Cytochrome durch Licht nachweisen 7 Aktuellere Forschung sieht vielmehr eine evolutionare Anpassung der circadianen Rhythmen von Hefen durch die Absorption und damit ein Schutz gegen Lichtschadigung und Sauerstoffradikale 8 Beispiele BearbeitenDas bestuntersuchte Cytochrom ist das Cytochrom c welches aus dem Herzmuskelgewebe von Thunfischen oder Pferden gewonnen wird Es besteht aus ungefahr 100 Aminosauren und die molekulare Struktur ist durch Proteinkristallographie gut charakterisiert Cytochrom c ist evolutionsgeschichtlich ein sehr altes Protein Im Gegensatz zu vielen anderen Cytochromen die Aufgaben beim Elektronentransport wahrnehmen sind Cytochrom P450 Proteine und Cyclooxygenasen Enzyme meist Oxygenasen Die Cytochrome OmcS und vor allem OmcZ in den Pili einiger Geobacter Arten machen diese zu mikrobiellen Nanodrahten englisch nanowires auch E Pili genannt 9 Literatur Bearbeiten MeSH Cytochromes Audrey Ensminger Hrsg Foods amp Nutrition Encyclopedia Edition 2 CRC Press 1994 p 1638 ISBN 0 8493 8980 1 McMunn C A 1884 On myohaematin an intrinsic muscle pigment of vertebrates and invertebrates on histohaematin and on the spectrum of the suprarenal bodies In Proceedings of the Physiological Society Bd 5 S XXIV XXVI PMC 1485163 freier Volltext Keilin D 1925 On cytochrome a respiratory pigment common to animals yeast and higher plants In Proceedings of the Royal Society of London Series B Bd 98 S 312 339 JSTOR 81121 Margoliash E amp Schejter A 1984 100 and 70 years ago Myohaematins and histohaematins cytochromes In Trends Biochem Sci Bd 9 S 364 367 doi 10 1016 0968 0004 84 90062 8 Slater E C 2003 Keilin cytochrome and the respiratory chain In J Biol Chem Bd 278 S 16455 16461 PMID 12560322 doi 10 1074 jbc X200011200 Helga Ninnemann W L Butler B L Epel Inhibition of respiration in yeast by light In Biochimica et Biophysica Acta BBA Bioenergetics Band 205 Nr 3 30 Juni 1970 ISSN 0005 2728 S 499 506 doi 10 1016 0005 2728 70 90115 5 sciencedirect com abgerufen am 14 Februar 2023 James Brian Robertson Chris R Davis Carl Hirschie Johnson Visible light alters yeast metabolic rhythms by inhibiting respiration In Proceedings of the National Academy of Sciences Band 110 Nr 52 24 Dezember 2013 ISSN 0027 8424 S 21130 21135 doi 10 1073 pnas 1313369110 PMID 24297928 PMC 3876234 freier Volltext Nikhil S Malvankar Behind the paper An Ultra Stable Protein Nanowire Made by Bacteria Provides Clues to Combating Climate Change Auf nature portfolio Microbiology Community 2 Februar 2023 Weblinks BearbeitenInternationale Nomenklatur der Cytochrome IUBMB englisch PROMISE Datenbank Cytochrome Memento vom 28 Juli 2012 im Internet Archive englisch SuperCYP Datenbank fur Drug Cytochrom Interaktionen englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Cytochrome amp oldid 231594046