Kompleks I

Kompleks I je encim dihalne verige, ki katalizira redoksno reakcijo med NADH in ubikinonom ter sproščeno energijo porablja za črpanje štirih protonov[1]. Je eden izmed največjih respiratornih kompleksov saj je pri sesalcih zgrajen iz skupno 45 podenot in ima maso skoraj 1 MDa[2]. Encim je sestavljen iz dveh krakov, membranskega kraka, ki je odgovoren za črpanje protonov in perifernega kraka, ki je odgovoren za redoksno reakcijo in prenos elektronov med NADH in ubikinonom. Prenos elektronov katalizira urejena veriga osmih do devetih FeS kofaktorjov, prenos protonov pa se dogaja v antiporterjem podobnih podenotah membranskega kraka.

Struktura in mehanizem kompleksa I

Struktura kompleksa IUredi

Reševanje strukture kompleksa I je trajalo več desetletij, saj je morala najprej dozoreti tehnologija kristalografije velikih membranskih proteinov, obenem pa je bila kristalizacija kompleksa I zelo zahtevna. Prvi pomemben premik se je zgodil leta 2006, ko je bila objavljena kristalna struktura perifernega kraka[3] kompleksa I iz termofilne bakterije Thermus thermophilus, ki ji je sledila struktura membranskega kraka kompleksa I iz bakterije E. coli leta 2011[4] in nazadnje struktura celotnega kompleksa I iz Thermus thermophilus leta 2013[5]. Kompleks I iz evkariontskih organizmov ne tvori urejenih kristalov, ki bi omogočali reševanje struktur visoke resolucije. Strukture sesalčjih kompleksov I iz različnih vrst so bile tako razvozlane šele od leta 2016 naprej s tehnologijo elektronske kriomikroskopije[6][7]. Generalna struktura in verjetno tudi mehanizem se med bakterijskim in sesalčjim kompleksom I ne razlikujeta, sesalčji kompleks I vsebuje večje število dodatnih podenot, katerih vloga je predvsem zagotavljanje večje stabilnosti in bolj robustne regulacije encima[8].

SkliciUredi

  1. Brandt, Ulrich (2006–06). "Energy Converting NADH: Quinone Oxidoreductase (Complex I)". Annual Review of Biochemistry. Vol. 75 no. 1. str. 69–92. doi:10.1146/annurev.biochem.75.103004.142539. ISSN 0066-4154.CS1 vzdrževanje: Date format (link)
  2. Sazanov, Leonid A. (2015-05-20). "A giant molecular proton pump: structure and mechanism of respiratory complex I". Nature Reviews Molecular Cell Biology. Vol. 16 no. 6. str. 375–388. doi:10.1038/nrm3997. ISSN 1471-0072.
  3. Sazanov, L. A. (2006-03-10). "Structure of the Hydrophilic Domain of Respiratory Complex I from Thermus thermophilus". Science. Vol. 311 no. 5766. str. 1430–1436. doi:10.1126/science.1123809. ISSN 0036-8075.
  4. Efremov, Rouslan G.; Sazanov, Leonid A. (2011–08). "Structure of the membrane domain of respiratory complex I". Nature. Vol. 476 no. 7361. str. 414–420. doi:10.1038/nature10330. ISSN 0028-0836.CS1 vzdrževanje: Date format (link)
  5. Baradaran, Rozbeh; Berrisford, John M.; Minhas, Gurdeep S.; Sazanov, Leonid A. (2013–02). "Crystal structure of the entire respiratory complex I". Nature. Vol. 494 no. 7438. str. 443–448. doi:10.1038/nature11871. ISSN 0028-0836.CS1 vzdrževanje: Date format (link)
  6. Fiedorczuk, Karol; Letts, James A.; Degliesposti, Gianluca; Kaszuba, Karol; Skehel, Mark; Sazanov, Leonid A. (2016-09-05). "Atomic structure of the entire mammalian mitochondrial complex I". Nature. Vol. 538 no. 7625. str. 406–410. doi:10.1038/nature19794. ISSN 0028-0836.
  7. Zhu, Jiapeng; Vinothkumar, Kutti R.; Hirst, Judy (2016–08). "Structure of mammalian respiratory complex I". Nature. Vol. 536 no. 7616. str. 354–358. doi:10.1038/nature19095. ISSN 0028-0836.CS1 vzdrževanje: Date format (link)
  8. Stroud, David A.; Surgenor, Elliot E.; Formosa, Luke E.; Reljic, Boris; Frazier, Ann E.; Dibley, Marris G.; Osellame, Laura D.; Stait, Tegan; Beilharz, Traude H. (2016-09-14). "Accessory subunits are integral for assembly and function of human mitochondrial complex I". Nature. Vol. 538 no. 7623. str. 123–126. doi:10.1038/nature19754. ISSN 0028-0836.