CE n. | CE |
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numero CAS | |
Cofattore / i | FMN ; Fe-S |
IUBMB | Voce IUBMB |
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IntEnz | Vista IntEnz |
BRENDA | Ingresso BRENDA |
KEGG | Ingresso KEGG |
MetaCyc | Passaggio metabolico |
PRIAM | Profilo |
PDB | Strutture |
PARTIRE | AmiGO / EGO |
La NADH deidrogenasi o complesso I della catena respiratoria è una membrana ossidoreduttasi che catalizza la reazione :
NADH + ubichinone + 5 H + matrice NAD + + ubichinolo + 4 H + intermembrana .Questo enzima è presente in un numero molto elevato di esseri viventi, dai procarioti agli esseri umani . Costituisce il primo punto di ingresso per elettroni con alto potenziale di trasferimento nella respirazione cellulare e fosforilazione ossidativa nei mitocondri e garantisce il trasferimento di elettroni dal NADH al coenzima Q 10disciolto nel doppio strato lipidico . Negli eucarioti , si trova nella membrana mitocondriale interna . Avrebbe anche un ruolo nell'innescare l' apoptosi ; è stata stabilita una correlazione tra l'attività dei mitocondri e l'apoptosi durante lo sviluppo somatico dell'embrione .
Il complesso I è l'enzima più grande e complicato della catena respiratoria. Nei mammiferi , è costituito da 44 catene polipeptidiche , sette delle quali sono codificate dal genoma mitocondriale . In particolare, contiene un gruppo protesico FMN e otto cluster ferro-zolfo , sette dei quali sono allineati per consentire la circolazione degli elettroni dal NADH al coenzima Q 10. Il trasferimento di questi elettroni da una coppia redox il cui potenziale standard è −0,32 V a una coppia redox il cui potenziale standard è 0,06 V rilascia abbastanza energia per attivare una pompa protonica che espelle quattro protoni H + dalla matrice mitocondriale allo spazio intermembrana attraverso l'interno membrana dei mitocondri.
La struttura generale adotta una forma a L con un lungo dominio di membrana costituito da circa sessanta eliche e un dominio idrofilo periferico in cui si trovano tutti i centri redox e il sito di legame NADH. La struttura del complesso I degli eucarioti non è ancora ben caratterizzata nel suo insieme ma è stata stabilita quella del dominio idrofilo del batterio Thermus thermophilus (en) ( PDB 2FUG ) così come quella dei domini di membrana di E. coli ( PDB 3RKO ) e T. thermophilus ( PDB 4HE8 ). La struttura completa di una deidrogenasi NADH di T. thermophilus è stata pubblicata per la prima volta inFebbraio 2013( PDB 4HEA ).
( fr ) Diagramma funzionale della NADH deidrogenasi che mostra la sua forma generale costituita da un dominio idrofilo (in basso) immerso nella matrice mitocondriale e contrassegnato da sette cluster ferro-zolfo allineati che guidano gli elettroni dalla matrice NADH attraverso un gruppo protesico FMN fino all'idrofobo dominio (in alto) compreso nella membrana mitocondriale interna e in cui il coenzima Q 10è ridotto in ubichinolo Q 10 H 2. Quattro protoni H + vengono espulsi nello spazio intermembrana mitocondriale durante questa reazione, che aiuta a generare un gradiente di concentrazione di protoni attraverso la membrana mitocondriale interna.
Il rotenone è l' inibitore più noto del complesso I . È comunemente usato come pesticida e come insetticida . Con gli isoflavonoidi (in) , i rotenoidi sono presenti in molti tipi di piante tropicali come Antonia ( Loganiaceae ), Derris e Lonchocarpus ( Faboideae , Fabaceae ). Come il piericidin A (fr) , si lega rotenone al sito di legame per l' ubichinone del complesso I .
L' adenosina difosfato ribosio (ADPR) è anche un inibitore della NADH deidrogenasi legandosi al sito di legame del nucleotide, che blocca il legame del NADH .
La famiglia di acetogenine come la più potenti inibitori del complesso I . Queste molecole si legano alla subunità ND2, che tende a dimostrare che quest'ultima sarebbe essenziale per il legame dell'ubiquinone. Una di queste molecole, rolliniastatin-2, è il primo inibitore del complesso I che non si lega allo stesso sito del rotenone.
La metformina , un antidiabetico , è anche un inibitore parziale del complesso I , che sembra giocare un ruolo critico nella sua modalità di azione.