NADH deshidroxenase

páxina de homónimos de Wikimedia

A NADH deshidroxenase, NADH:ubiquinona oxidorredutase (EC 1.6.5.3) ou complexo I é un gran complexo multienzimático que cataliza a transferencia de electróns do NADH ao coenzima Q na cadea respiratoria.

Estrutura da NADH deshidroxenase
A membrana interna mitocondrial queda na parte inferior da figura.
NADH deshidroxenase
Identificadores
Número EC 1.6.99.3
Número CAS 9079-67-8
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

É o maior complexo da cadea respiratoria; nos mamíferos consta de 45 cadeas polipeptídicas, das cales sete están codificadas polo xenoma mitocondrial. Contén FMN como grupo prostético e 8 cúmulos ferro-xofre.

A súa estrutura ten forma de "L" cun gran dominio na membrana (con ao redor de 60 hélices transmembrana) e un dominio periférico hidrófilo onde se produce a redución do NADH.

Constitúe o punto de entrada á cadea de transporte electrónico nas bacterias e na membrana interna das mitocondrias das células eucariotas. A transferencia electrónica iníciase mediante a oxidación do NADH xa que os seus dous electróns son transferidos simultaneamente a un FMN unido non covalentemente ao enzima e, desde alí, a través dunha serie de clusters Fe-S (transportadores de electróns capaces de aceptar un electrón por ciclo) ao aceptor final, o coenzima Q (ubiquinona, transportador electrónico liposolúbel) ou a aceptores artificiais como ferrocianuro ou rutenio (III) hexaamina.[1][2]

Simultaneamente ao transporte electrónico, o complexo I bombea protóns a través da membrana, contribuíndo así á xeración dun gradiente electroquímico. A estequiometría aceptada para o bombeo de protóns é 2H+/e-.[3][4]

Este proceso produce o 40 % do gradiente transmembrana xerado na oxidación do NADH pola cadea respiratoria mitocondrial.[5]

Recentemente demostrouse que en certos procariotas o complexo transloca catións Na+ en lugar de protóns e que deste modo se xera unha forza sodio-motriz en lugar de protón-motriz.[6][7]

Más de cen xenes están involucrados na biosíntese do complexo I, participan en: transcrición, tradución, transporte, procesamento, inserción de cofactores e ensamblado. O proceso de biosíntese debe estar estritamente regulado para manter os niveis de actividade metabólica en células e tecidos, de acordo á súa demanda enerxética.[3][4]

Tradicionalmente denominouse como complexo I ao enzima mitocondrial, mentres que a súa contraparte bacteriana coñécese como NADH deshidroxenase tipo I.[8][9]

PatoloxíaEditar

Mutacións nas subunidades do complexo I poden causar enfermidades mitocondriais, entre as que destaca a síndrome de Leigh.

Hai algunhas evidencias de que defectos no complexo I poden xogar certo papel na etioloxía da enfermidade de Parkinson, talvez porque o complexo I (ao igual que o III) pode padecer fugas de electróns cara ao oxíxeno formando superóxidos moi tóxicos).

NotasEditar

  1. Carroll J., Fearnley I. M., Shannon R. J., Hirst J. e Walker, J. E. (2003): "Analysis of the subunit composition of complex I from bovine heart mitochondria". Mol Cell Proteomics, 2:117-126.
  2. Dupuis, A., Prieur, I. e Lunardi, J. /2001): "Toward a characterization of the connecting module of complex I." J Bioenerg Biomembr, 33:159-168.
  3. 3,0 3,1 Schultz, B. E. e Chan, S. I. (2001): "Structures and proton-pumping strategies of mitochondrial respiratory enzymes". Ann Rev Biophys Biomol Struct, 30:23-65.
  4. 4,0 4,1 Yano, T. (2002): "The energy-transducing NADH: quinone oxidoreductase, complex I". Mol Aspects Med, 23:345-368.
  5. Hinchliffe, P. e Sazanov, L. A. (2005): "Organization of iron-sulfur clusters in respiratory complex I". Science, 309:771-774.
  6. Friedrich, T. e Bottcher, B. (2004): "The gross structure of the respiratory complex I: a Lego System". Biochim Biophys Acta, 1608:1-9.
  7. Hayashi, M., Nakayama, Y. e Unemoto, T. (2001): "Recent progress in the Na(+)-translocating NADH-quinone reductase from the marine Vibrio alginolyticus". Biochim Biophys Acta, 1505:37-44.
  8. Hatefi, Y. (1985): "The mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation system". Ann Rev Biochem, 54:1015-1069.
  9. Matsushita, K., Ohnishi, T. e Kaback, H. R. (1987): "NADH-ubiquinone oxidoreductases of the Escherichia coli aerobic respiratory chain". Biochemistry, 26:7732-7737.