Cytochrom c Reduktase

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Einführungen

Cytochrom c Reduktase (CoQ) ist eine fettlösliche Quinonverbindung, die in lebenden Organismen weit verbreitet ist und sich in der Anzahl der Isopenteneneinheiten in der Seitenkette verschiedener Quellen von Cytochrom c Reduktase unterscheidet, mit 10 Isopenteneneinheiten bei Menschen und Säugetieren, weshalb sie Coenzym Q10 genannt wird. CoQ spielt eine wichtige Rolle beim Protonenverschiebung und Elektronentransfer in der Atmungskette in vivo, es ist der Aktivator der Zellatmung und des Zellstoffwechsels und auch ein wichtiger Antioxidans und unspezifischer Immunverstärker. Es ist ein Aktivator der Zellatmung und des Zellstoffwechsels sowie ein wichtiger Antioxidans und unspezifischer Immunverstärker.

Struktur

Die Anzahl der gefundenen Untereinheiten mag im Vergleich zu den anderen Hauptprotonenpumpenuntereinheiten der Elektronentransportkette gering sein, mit nur drei Polypeptidketten. Diese Zahl erhöht sich jedoch, mit 11 Untereinheiten, die bei höheren Tieren gefunden werden. Drei Untereinheiten haben Cofaktoren. Die Cytochrom b-Untereinheit hat zwei b-Typ Häm (b L und b H), die Cytochrom c-Untereinheit hat ein c-Typ Häm (c 1), und die Rieske-Eisen-Schwefel-Proteinuntereinheit (ISP) hat ein Di-Eisen-Disulfid-Eisen-Schwefel-Cluster (2Fe-2S).

Abbildung 1. Struktur von Cytochrom c Reduktase.

Verteilung

CoQ ist in der Natur weit verbreitet, hauptsächlich in den Herz-, Leber- und Nierenzellen von Tieren sowie in Hefe, Pflanzenblättern und Samen. CoQ hat Funktionen als Bestandteil der Atmungskette, die an der ATP-Synthese beteiligt ist, als Antioxidans, zum Schutz des Herz-Kreislauf-Systems und entzündungshemmend.

CoQ ist ein Elektronenträger in der Atmungskette

CoQ ist in Mitochondrien weit verbreitet. Es ist ein Bestandteil der zellulären Atmungskette und spielt eine Rolle beim Transfer von Wasserstoff und Elektronen. In der Atmungskette erhält Komplex I (NADH: Coenzym Q Oxidoreduktase-Komplex) zwei Elektronen von NADH und gibt sie über das Eisen-Schwefel-Protein an CoQ weiter. Komplex II (Succinatdehydrogenase) erhält Elektronen von Succinat und gibt sie an CoQ weiter. CoQ gibt die von diesen beiden Komplexen erhaltenen Elektronen an Komplex III (CoQ: Cytochrom C Oxidoreduktase-Komplex) und schließlich an Sauerstoff weiter. Der Elektronentransfer von FMN zu Coenzym Q durch das Eisen-Schwefel-Cluster verursacht eine konformationale Änderung im Protonenkanal, die in einer Protonentranslokation gipfelt. CoQ ist am aeroben Atmungsprozess der Zellen beteiligt und steht in engem Zusammenhang mit der ATP-Bildung. Der größte Teil der Energie im menschlichen Körper wird durch die Atmungskette produziert. Daher führt ein Mangel an Coenzym Q zu einer beeinträchtigten Energieversorgung. Daher sind Organe mit hohem Energiebedarf, wie das Herz und die Nieren, anfälliger für einen Mangel an Coenzym Q.

Abbildung 2. CoQ ist ein Elektronenträger in der Atmungskette.

Redox-Zustände

CoQ hat drei Redox-Zustände: Ubiquinon in oxidierter Form, Ubiquinol in reduzierter Form und Semiquinon-Radikal im Zwischenzustand. Somit kann es zwei Elektronen tragen und ist ein Redoxträger. In der Atmungskette ist CoQ der einzige nicht-proteinische Redoxträger. Seine kleine Molekülgröße und Lipidlöslichkeit ermöglichen es ihm, sich schnell durch die Membran zu bewegen. Diese Eigenschaften stellen es ins Zentrum der Elektronentransportkette, wo es Wasserstoff und Elektronen aufnimmt und sie entlang der Kette weitergibt.

Anwendungen

Kardiovaskuläre Erkrankungen, wie virale Myokarditis und chronische Herzinsuffizienz.

Hepatitis, wie: virale Hepatitis, subakute Lebernekrose und chronische aktive Hepatitis.

Umfassende Behandlung von Krebs, CoQ kann einige unerwünschte Reaktionen, die durch Strahlentherapie, Chemotherapie usw. verursacht werden, reduzieren.