Dehydrogenaza NADH

Struktura dehydrogenazy NADH
Kompleks I

Dehydrogenaza NADH, oksydoreduktaza NADH-ubichinon, kompleks I łańcucha oddechowego (EC 7.1.1.2) – enzym obecny w wewnętrznej błonie mitochondrów eukariotów oraz błonach komórkowych prokariotów. Rozpoczyna szereg reakcji określanych jako łańcuch oddechowy poprzez utlenianie NADH przy jednoczesnej redukcji ubichinonu obecnego w błonie. Przeniesieniu dwóch elektronów pobranych z NADH na ubichinon prowadzi do powstania ubichinolu, jednocześnie cztery protony przez kompleks przenoszone są na zewnętrzną stronę błony białkowo-lipidowej.

NADH + H+
 + CoQ + 4H+

wew. → NAD+
 + CoQH
2 + 4H+

zew.

Różnica stężeń jonów H+
 oraz różnica ładunków powstająca w wyniku przenoszenia protonów określana jako gradient elektrochemiczny jest wykorzystywana przez syntazę ATP do syntezy kluczowego w energetyce komórki związku – ATP. Dehydrogenaza NADH odpowiedzialna jest za wytworzenie około 40% gradientu protonów powstającego w wyniku działania łańcucha oddechowego[1].

W mitochondriach ssaków dehydrogenaza NADH jest dużym kompleksem błonowym, składającym się z 45 różnych podjednostek. Podejrzewa się także istnienie podjednostki 46. Masa całego kompleksu I przekracza 1000 kDa[2]. U prokariotów enzym składa się z zaledwie z 14 różnych podjednostek o łącznej masie 550 kDa[3]. Zarówno mitochondrialny, jak i prokariotyczny kompleks ma kształt litery L z jednym ramieniem osadzonym w błonie a drugim wystającym po stronie macierzy mitochondrialnej lub cytoplazmy u bakterii[4][5][6]. W skład kompleksu wchodzi mononukleotyd flawinowy (FMN), który odbiera elektrony z NADH oraz osiem lub dziewięć centrów żelazo-siarkowych[7].

Z niedoborem lub niewłaściwym działaniem dehydrogenazy NADH związane są choroby układu nerwowego człowieka takie jak dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera i choroba Parkinsona[8].

Stosowanym podczas badań nad dehydrogenazą NADH inhibitorem jest rotenon blokujący miejsce przyłączania ubichinonu do kompleksu[9][10].

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ PhilipP. Hinchliffe PhilipP., Leonid A.L.A. Sazanov Leonid A.L.A., Organization of Iron–Sulfur Clusters in Respiratory Complex I, „Science”, 309 (5735), 2005, s. 771–774, DOI: 10.1126/science.1113988, PMID: 16051796  (ang.).
  2. ↑ JoeJ. Carroll JoeJ. i inni, Bovine Complex I is a Complex of 45 Different Subunits, „Journal of Biological Chemistry”, 281 (43), 2006, s. 32724–32727, DOI: 10.1074/jbc.M607135200, PMID: 16950771  (ang.).
  3. ↑ Leonid A.L.A. Sazanov Leonid A.L.A., PhilipP. Hinchliffe PhilipP., Structure of the Hydrophilic Domain of Respiratory Complex I from Thermus thermophilus, „Science”, 311 (5766), 2006, s. 1430–1436, DOI: 10.1126/science.1123809, PMID: 16469879  (ang.).
  4. ↑ N.N. Grigorieff N.N., Three-dimensional structure of bovine NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) at 22 Å in ice, „Journal of Molecular Biology”, 277 (5), 1998, s. 1033–1046, DOI: 10.1006/jmbi.1998.1668, PMID: 9571020  (ang.).
  5. ↑ GuohongG. Peng GuohongG. i inni, Isolation, characterization and electron microscopic single particle analysis of the NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) from the hyperthermophilic eubacterium Aquifex aeolicus, „Biochemistry”, 42 (10), 2003, s. 3032–3039, DOI: 10.1021/bi026876v, PMID: 12627969  (ang.).
  6. ↑ VincentV. Guénebaut VincentV. i inni, Consistent structure between bacterial and mitochondrial NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I), „Journal of Molecular Biology”, 276 (1), 1998, s. 105–112, DOI: 10.1006/jmbi.1997.1518, PMID: 9514725  (ang.).
  7. ↑ TomokoT. Ohnishi TomokoT., Iron–sulfur clusters/semiquinones in Complex I, „Biochimica et Biophysica Acta”, 1364 (2), 1998, s. 186–206, DOI: 10.1016/s0005-2728(98)00027-9, PMID: 9593887  (ang.).
  8. ↑ A.H.V.A.H.V. Schapira A.H.V.A.H.V., Human complex I defects in neurodegenerative diseases, „Biochimica et Biophysica Acta”, 2, 1364, 1998, s. 261–270, DOI: 10.1016/s0005-2728(98)00032-2, PMID: 9593927  (ang.).
  9. ↑ NaoyaN. Ichimaru NaoyaN. i inni, Synthesis and Characterization of New Piperazine-Type Inhibitors for Mitochondrial NADH-Ubiquinone Oxidoreductase (Complex I), „Biochemistry”, 47 (40), 2008, s. 10816–10826, DOI: 10.1021/bi8010362, PMID: 18781777, PMCID: PMC2597681  (ang.).
  10. ↑ HidekiH. Ueno HidekiH. i inni, Comparison of the Inhibitory Action of Natural Rotenone and its Stereoisomers with Various NADH-ubiquinone Reductases, „European Journal of Biochemistry”, 225 (1), 1994, s. 411–417, DOI: 10.1111/j.1432-1033.1994.00411.x, PMID: 7925463  (ang.).

Linki zewnętrzne

  • Enzyme entry: EC 7.1.1.2, [w:] Enzyme nomenclature database, SIB Swiss Institute of Bioinformatics  (ang.).
Kontrola autorytatywna (klasa enzymów):
  • NKC: ph827239