Ver o código fonte de «Coencima Q-citocromo c redutase»

{{Pfam_box
| Símbolo = UCR_TM
| Name = UCR_TM
| imaxe = Cytochrome1ntz.PNG
| width = 
| lenda = Estrutura cristalina do complexo do citocromo bc1 mitocondrial unido á [[ubiquinona]].<ref name="pmid12885240">{{PDB|1ntz}}; {{Cita publicación periódica | author = Gao X, Wen X, Esser L, Quinn B, Yu L, Yu CA, Xia D | title = Structural basis for the quinone reduction in the bc1 complex: a comparative analysis of crystal structures of mitochondrial cytochrome bc1 with bound substrate and inhibitors at the Qi site | journal = Biochemistry | volume = 42 | issue = 30 | pages = 9067–80 | year = 2003 | pmid = 12885240 | doi = 10.1021/bi0341814 | url =}}</ref>
| Pfam = PF02921
| Pfam_clan =  
| InterPro = IPR004192
| SMART = 
| PROSITE = 
| MEROPS = 
| SCOP = 1be3
| TCDB = 3.D.3
| OPM family = 345
| OPM protein = 3cx5
| CAZy = 
| CDD = 
}}

{{encima
| Name = ubiquinol—citocromo-c redutase
| EC_number = 1.10.2.2
| CAS_number = 9027-03-6
| IUBMB_EC_number = 1/10/2/2
| GO_code = 0008121
| image = 
| width = 
| caption = 
}}

[[Ficheiro:Complex III.png|miniatura|250px|Esquema das reaccións do complexo III.]]
[[Ficheiro:Mitochondrial electron transport chain-gl.png|miniatura|250px|Cadea de transporte de electróns.]]
A '''coencima Q-citocromo c redutase''', tamén chamada '''ubiquinol-citocromo c redutase''', '''complexo do citocromo ''bc''<sub>1</sub>''' ou '''Complexo III''' respiratorio ([[número EC]] 1.10.2.2, ver máis nomes máis abaixo) é o [[complexo encimático]] que forma o terceiro complexo da [[cadea de transporte de electróns]] respiratoria, que é fundamental para que funcione o transporte de electróns que posibilita a xeración posterior de [[adenosina trifosfato|ATP]] (molécula que almacena enerxía) durante a [[fosforilación oxidativa]]. O complexo consta de moitas subunidades proteicas transmembrana. O Complexo III está presente na [[mitocondria]] de todos os animais e todos os eucariotas aeróbicos e na [[membrana plasmática]] da maioría das [[eubacteria]]s. As mutacións no Complexo III causan [[intolerancia ao exercicio]] e trastornos multisistema. O complexo do bc1 consta de 11 subunidades, 3 subunidades respiratorias ([[citocromo b]], [[citocromo c1]], [[proteína de Rieske]]), 2 [[proteína]]s do ''core'' e 6 proteínas de baixo peso molecular.

A ubiquinol—citocromo c redutase cataliza a seguinte reacción química:

:QH<sub>2</sub> + 2 ferricitocromo c <math>\rightleftharpoons</math> Q + 2 ferrocitocromo c + 2 H<sup>+</sup>

Os dous [[substrato encimático|substratos]] deste encima son a dihidroquinona (QH<sub>2</sub>) e o ferri- (Fe<sup>3+</sup>) [[citocromo c]], e os seus tres produtos son: [[quinona]] (Q), ferro- (Fe<sup>2+</sup>) citocromo c, e [[ión hidróxeno|H<sup>+</sup>]].

Este encima pertence á familia das [[oxidorredutase]]s, concretamente ás que actúan sobre os difenois e substrancias relacionadas como doantes cun citocromo como aceptor. Este encima forma parte da cadea de transporte electrónico, polo que participa na fosforilación oxidativa. Ten catro [[cofactor]]es, que son: [[citocromo c1]], [[citocromo b-562]], [[citocromo b-566]] e unha [[ferredoxina]] con dous átomos de ferro.

== Nomenclatura ==

O nome sistemático desta clase de encimas é '''ubiquinol:ferricitocromo-c oxidorredutase'''. Entre os outros nomes que se lle teñen dado están:
{| 
| 
* coencima Q-citocromo c redutase,
* dihidrocoencima Q-citocromo c redutase,
* ubiquinona reducida-citocromo c redutase, complexo III, (transporte de electróns mitocondrial),
* ubiquinona-citocromo c redutase,
* ubiquinol-citocromo c oxidorredutase,
* coencima Q reducido-citocromo c redutase,
* ubiquinona-citocromo c oxidorredutase,
* ubiquinona reducida-citocromo c oxidorredutase,
* ubiquinol:citocromo c redutase
* complexo do citocromo b-c1
|
* complexo III da cadea de transporte de electróns mitocondrial,
* ubiquinol-citocromo c-2 oxidorredutase,
* ubiquinona-citocromo b-c1 oxidorredutase,
* ubiquinol-citocromo c2 redutase,
* ubiquinol-citocromo c1 oxidorredutase,
* CoQH2-citocromo c oxidorredutase,
* ubihidroquinol:citocromo c oxidorredutase,
* coencima QH2-citocromo c redutase,
* QH2:citocromo c oxidorredutase.
* CoencimaQ:citocromo c oxidorredutase
|}

== Xenes humanos ==
O Complexo III é un [[complexo proteico]] de moitas [[subunidade proteica|subunidades]] codificadas tanto no [[xenoma mitocondrial]] (caso do seu compoñente o [[citocromo b]]) coma no [[xenoma]] nuclear (o resto das subunidades). Os xenes humanos que as codifican son:

[[MTCYB]]: citocromo b codificado no [[ADNmt]]; mutacións asociadas coa intolerancia ao exercicio

[[CYC1]]: citocromo c1

[[Citocromo c|CYCS]]: citocromo c

[[UQCRFS1]]: proteína ferro-sulfurada de Rieske

[[UQCRB]]: proteína de unión á ubiquinona, mutación ligada coa deficiencia do Complexo III mitocondrial tipo nuclear 3

[[UQCRH]]: proteína bisagra

[[UQCRC2]]: ''Core 2'' (proteína central 2), mutacións ligadas coa deficiencia do Complexo III mitocondrial, tipo nucler 5

[[UQCRC1]]: ''Core 1''

[[UQCR]]: subunidade de 6,4KD

[[UQCR10]]: subunidade de 7,2KD

[[TTC19]]: nova subunidade identificada; mutacións ligadas coa deficiencia do Complexo III, tipo nuclear 2.

== Estrutura ==
[[Ficheiro:Cytochrome bc1 complex.png|miniatura|400px|Estrutura do complexo III.]]
Comparado con outras subunidades que bombean protóns da [[cadea de transporte de electróns]], o número de subunidades encontradas pode ser nalgunhas especies pequeno, de tan só tres cadeas de polipéptidos, pero este número aumenta nos animais superiores, nos que se encontran 11 subunidades.<ref name="pmid9651245">{{Cita publicación periódica | author = Iwata S, Lee JW, Okada K, Lee JK, Iwata M, Rasmussen B, Link TA, Ramaswamy S, Jap BK | title = Complete structure of the 11-subunit bovine mitochondrial cytochrome bc1 complex | journal = Science | volume = 281 | issue = 5373 | pages = 64–71 | year = 1998 | pmid = 9651245 | doi =10.1126/science.281.5373.64  | url = | issn =}}</ref> Tres das subunidades teñen [[grupo prostético|grupos prostéticos]]. A [[citocromo b|subunidade do citocromo ''b'']] ten dous [[hemo B|hemos B]] (''b''<sub>L</sub> e ''b''<sub>H</sub>), a subunidade do citocromo ''c'' ten un [[hemo C]] ([[citocromo c1|''c''<sub>1</sub>]]), e a subunidade da proteína ferro-sulfurada de Rieske (ISP) ten un [[cluster de ferro-xofre|''cluster'' de ferro-xofre]] con dous átomos de ferro e dous de xofre (2Fe•2S).

Estruturas do Complexo III: {{PDB|1KYO}}, {{PDB|1L0L}}

== Reacción ==
Cataliza a redución de [[citocromo c|citocromo ''c'']] por 
oxidación do [[coencima Q]] (CoQ) e o bombeo simultáneo de 4 [[protóns]] desde a matriz mitocondrial ao espazo intermembrana:

: QH<sub>2</sub> + 2 cytocromo ''c'' (Fe<sup>III</sup>) + 2 H<sup>+</sup><sub>entran</sub> → Q + 2 citocromo ''c'' (Fe<sup>II</sup>) + 4 H<sup>+</sup><sub>saen</sub>

No proceso chamado [[ciclo Q]],<ref name="pmid15047094">{{Cita publicación periódica | author = Kramer DM, Roberts AG, Muller F, Cape J, Bowman MK | title = Q-cycle bypass reactions at the Qo site of the cytochrome bc1 (and related) complexes | journal = Meth. Enzymol. | volume = 382 | issue = | pages = 21–45 | year = 2004 | pmid = 15047094 | doi = 10.1016/S0076-6879(04)82002-0 | url = | issn = | series = Methods in Enzymology | isbn = 978-0-12-182786-1}}</ref><ref name="pmid14977419">{{Cita publicación periódica | author = Crofts AR | title = The cytochrome bc1 complex: function in the context of structure | journal = Annu. Rev. Physiol. | volume = 66 | issue = | pages = 689–733 | year = 2004 | pmid = 14977419 | doi = 10.1146/annurev.physiol.66.032102.150251 | url =https://archive.org/details/sim_annual-review-of-physiology_2004_66/page/689| issn =}}</ref> consómense dous protóns da matriz, libéranse catro protóns ao espazo intermembrana, e pasan dous electróns ao citocromo ''c''.

== Mecanismo de reacción ==
[[Ficheiro:Theqcycle.gif|miniatura|400px|O ciclo Q.]]
O mecanismo de reacción do Complexo III (citocromo bc1, coencima Q-citocromo C redutase) coñécese como o ciclo da [[ubiquinona]] ou ciclo Q. Neste ciclo son liberados catro protóns no lado "P" positivo (espazo intermembrana), pero só se captan dous protóns desde o lado "N" negativo (matriz). Como resultado créase un [[gradiente de protóns]] a través da membrana. Na reacción global, oxídanse dúas moléculas de [[ubiquinol]] a [[ubiquinona]] e redúcese unha ubiquinona a ubiquinol. No mecanismo completo, transfírense dous electróns desde o ubiquinol á ubiquinona, por medio de dous intermediatos citocromo c.

'''Reacción global''':
* 2 x QH<sub>2</sub> '''oxidadas''' a Q
* 1 x Q '''reducida''' a QH<sub>2</sub>
* 2 x Cyt c<sub>1</sub> '''reducidos'''
* 4 x H<big>+</big> liberados no espazo intermembrana
* 2 x H<sup>+</sup> recollidos da matriz

A reacción precede seguindo as seguintes etapas:

'''Rolda 1''':
# Ao citocromo b únense un ubiquinol e unha ubiquinona.
# O centro 2Fe/2S e o hemo ''b''<sub>L</sub> atraen cada un un electrón procedente do ubiquinol unido, liberando dous ións hidróxeno no espazo intermembrana.
# Transfírese un electrón ao citocromo c<sub>1</sub> desde o centro 2Fe/2S, mentres outro é transferido desde o hemo ''b''<sub>L</sub> ao hemo ''b''<sub>H</sub>.
# O citocromo c<sub>1</sub> transfire o seu electrón ao [[citocromo c]] (non confundilo co citocromo c1), e o hemo ''b''<sub>H</sub> transfire o seu electrón a unha ubiquinona próxima, orixinando a formación dunha [[ubisemiquinona]].
# O citocromo c difunde. Libérase o primeiro ubiquinol (agora oxidado a ubiquinona), e a [[semiquinona]] permanece unida.
'''Rolda 2''':
# Únese un segundo ubiquinol ao citocromo b.
# O centro 2Fe/2S e o hemo ''b''<sub>L</sub> atraen cada un un electrón do ubiquinol unido, liberando dous ión hidróxeno ao espazo intermembrana.
# Transfírese un electrón ao citocromo c<sub>1</sub> desde o centro 2Fe/2S, e transfírese outro máis desde o hemo ''b''<sub>L</sub> ao hemo ''b''<sub>H</sub>.
# O citrocromo c<sub>1</sub> transfire despois o seu electrón ao [[citocromo c]], mentres que a semiquinoma adxacente recolle un segundo electrón procedente do hemo ''b''<sub>H</sub>, xunto con dous protóns da matriz.
# Libéranse o segundo ubiquinol (agora oxidado a ubiquinona), xunto co ubiquinol acabado de formarse.<ref name="isbn0-12-518121-3">{{Cita libro | author = Ferguson SJ, Nicholls D, Ferguson S | authorlink = | editor = | others = | title = Bioenergetics | edition = 3rd | language = | publisher = Academic | location = San Diego | year = 2002 | origyear = | pages = [https://archive.org/details/bioenergetics30000nich/page/114 114]–117 | quote = | isbn = 0-12-518121-3 | oclc = | doi = | url =https://archive.org/details/bioenergetics30000nich| accessdate =}}</ref>

== Inhibidores do complexo III ==
Hai tres grupos distintos de [[inhibición encimática|inhibidores]] do Complexo III. 
* A [[antimicina|Antimicina A]] únese ao sitio Q<sub>i</sub> e inhibe a transferencia de electróns no Complexo III desde o hemo ''b''<sub>H</sub> á Q oxida (inhibidor do sitio Qi).
* O [[mixotiazol]] e a [[estigmatelina]] únense ao sitio Q<sub>o</sub> e inhiben a transferencia de electróns desde a QH<sub>2</sub> (reducida) á proteína ferro-sulfurada de Rieske. O mixotiazol e a estigmatelina únense a distintos petos do sitio Q<sub>o</sub>.
** O mixotiazol únese moi preto do citocromo bL (polo que se chama inhibidor "proximal").
** A estigmatelina únese preto da proteína ferro-sulfurada de Rieske, coa cal interacciona fortemente.

Algúns inhibidores foron comercializados como [[funxicida]]s (os derivados da [[estrobilurina]], o máis coñecido dos cales é a [[azoxistrobina]]; inhibidores [[QoI]]) e como axentes [[malaria|antimaláricos]] ([[atovaquone]]).

Ademais, a [[propilhexedrina]] inhibe a citocromo c redutase.<ref name="pmid241101">Holmes JH, Sapeika N, Zwarenstein H. Inhibitory effect of anti-obesity drugs on NADH dehydrogenase of mouse heart homogenates. Res Commun Chem Pathol Pharmacol. 1975 Aug;11(4):645-6. PMID 241101.[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/241101]</ref>

== Radicais libres do oxíxeno ==
Unha pequena fracción dos electróns saen da cadea de transporte de electróns antes de chegaren ao [[complexo IV]]. Unha fuga prematura de electróns cara ao [[oxíxeno molecular|oxíxeno]] dá lugar á formación de [[superóxido]]s. A relevancia desta reacción colateral menor é que o [[superóxido]] e outras [[especies reactivas do oxíxeno]] son moi tóxicas e crese que xogan un papel en varias patoloxías, e no [[envellecemento humano|envellecemento]] (teoría do envellecemento por radicais libres).<ref name="pmid17640558">{{Cita publicación periódica | author = Muller, F. L., Lustgarten, M. S., Jang, Y., Richardson, A. and Van Remmen, H. | title = Trends in oxidative aging theories | journal = Free Radic. Biol. Med. | volume = 43 | issue = 4 | pages = 477–503 | year = 2007 | pmid = 17640558 | doi =10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034  | url =}}</ref> A fuga de electróns ocorre principalmente no sitio Q<sub>o</sub> e é estimulada pola [[antimicina A]]. A antimicina A pecha os [[hemo]]s B no seu estado reducido ao impedir a súa reoxidación no sitio Q<sub>i</sub>, o cal, á súa vez, causa que aumenten as concentracións no estado estable de [[semiquinona]] Q<sub>o</sub>, e esta última reacciona co oxíxeno para formar [[superóxido]]. O efecto dos altos potenciais de membrana pénsase que son similares.<ref name="pmid8870073">{{Cita publicación periódica | author = Skulachev VP | title = Role of uncoupled and non-coupled oxidations in maintenance of safely low levels of oxygen and its one-electron reductants | journal = Q. Rev. Biophys. | volume = 29 | issue = 2 | pages = 169–202 | year = 1996 | pmid = 8870073 | doi = | url =https://archive.org/details/sim_quarterly-reviews-of-biophysics_1996-05_29_2/page/169| issn =}}</ref> O superóxido producido no sitio Q<sub>o</sub> pode ser liberado na matriz mitocondrial<ref name="Muller, F. 2000">{{Cita publicación periódica | author = Muller F | title = "The nature and mechanism of superoxide production by the electron transport chain: Its relevance to aging" | journal = AGE | year = 2000 | volume = 23 | issue = 4 | pages = 227–253 | doi = 10.1007/s11357-000-0022-9}}</ref><ref name="Muller, F. L. 2004">{{Cita publicación periódica | author = Muller FL, Liu Y, Van Remmen H | title = Complex III releases superoxide to both sides of the inner mitochondrial membrane | journal = J. Biol. Chem. | volume = 279 | issue = 47 | pages = 49064–73 | year = 2004 | pmid = 15317809 | doi = 10.1074/jbc.M407715200 | url = | issn =}}</ref> e no espazo intermembrana (desde onde pode pasar ao [[citosol]]).<ref name="Muller, F. 2000"/><ref name="pmid11139407">{{Cita publicación periódica | author = Han D, Williams E, Cadenas E | title = Mitochondrial respiratory chain-dependent generation of superoxide anion and its release into the intermembrane space | journal = Biochem. J. | volume = 353 | issue = Pt 2 | pages = 411–6 | year = 2001 | pmid = 11139407 | pmc = 1221585 | doi = 10.1042/0264-6021:3530411| url = | issn =}}</ref> Isto pode explicarse polo feito de que o Complexo III podería producir [[superóxido]] como [[hidroperoxil|HOO<sup>•</sup>]] permeable nas membranas en vez de [[superóxido|O<sub>2</sub><sup>-.</sup>]] para o cal as membranas son impermeable.<ref name="Muller, F. L. 2004"/>

== Mutacións nos xenes do Complexo III en enfermidades humanas ==

As [[mutación]]s nos xenes relacionados co Complexo III maniféstanse tipicamente como unha intolerancia ao exercicio.<ref name="pmid17053512">{{Cita publicación periódica | author = DiMauro S | title = Mitochondrial myopathies | journal = Curr Opin Rheumatol | volume = 18 | issue = 6 | pages = 636–41 | year = 2006 | pmid = 17053512 | doi = 10.1097/01.bor.0000245729.17759.f2 | url = | issn =}}</ref><ref name="pmid17484047">{{Cita publicación periódica | author = DiMauro S | title = Mitochondrial DNA medicine | journal = Biosci. Rep. | volume = 27 | issue = 1–3 | pages = 5–9 | year = 2007 | pmid = 17484047 | doi = 10.1007/s10540-007-9032-5 | url = | issn =}}</ref> Outras mutacións nestes xenes causan displasia septo-óptica<ref name="pmid11891837">{{Cita publicación periódica | author = Schuelke M, Krude H, Finckh B, Mayatepek E, Janssen A, Schmelz M, Trefz F, Trijbels F, Smeitink J | title = Septo-optic dysplasia associated with a new mitochondrial cytochrome b mutation | journal = Ann. Neurol. | volume = 51 | issue = 3 | pages = 388–92 | year = 2002 | pmid = 11891837 | doi = 10.1002/ana.10151| url =https://archive.org/details/sim_annals-of-neurology_2002-03_51_3/page/388| issn =}}</ref> e trastornos multisistema.<ref name="pmid11601507">{{Cita publicación periódica | author = Wibrand F, Ravn K, Schwartz M, Rosenberg T, Horn N, Vissing J | title = Multisystem disorder associated with a missense mutation in the mitochondrial cytochrome b gene | journal = Ann. Neurol. | volume = 50 | issue = 4 | pages = 540–3 | year = 2001 | pmid = 11601507 | doi = 10.1002/ana.1224 | url = | issn =}}</ref> Porén, as mutacións en [[BCS1L]], un xene responsable da correcta maduración do Complexo III, poden orixinar a [[síndrome de Björnstad]] e a [[síndrome GRACILE]], as cales en neonatos son condicións mortais que teñen manifestacións multisistema e neurolóxicas que tipifican trastornos mitocondriais graves. A patoxenicidade de varias mutacións foi verificada en sistemas modelo como os [[lévedo]]s.<ref name="pmid14718526">{{Cita publicación periódica | author = Fisher N, Castleden CK, Bourges I, Brasseur G, Dujardin G, Meunier B | title = Human disease-related mutations in cytochrome b studied in yeast | journal = J. Biol. Chem. | volume = 279 | issue = 13 | pages = 12951–8 | year = 2004 | pmid = 14718526 | doi = 10.1074/jbc.M313866200 | url = | issn =}}</ref>

No se coñece o grao en que estas diversas patoloxías son debidas a déficit bioenerxético ou a sobreprodución de superóxido.

== Notas ==
{{Listaref|30em}}

== Véxase tamén ==
=== Outros artigos ===
* [[Respiración celular]]
* [[Centro de reacción fotosintético]]
* [[Cadea de transporte de electróns]]

=== Bibliografía ===
* {{Cita publicación periódica | doi = 10.1016/0005-2728(77)90099-8 | author = Marres CM, Slater EC | year = 1977 | title = Polypeptide composition of purified QH2:cytochrome c oxidoreductase from beef-heart mitochondria | journal = Biochim. Biophys. Acta.  | volume = 462 | pages = 531–548  | pmid = 597492 | issue = 3}}
* {{Cita publicación periódica | author = Rieske JS | year = 1976 | title = Composition, structure, and function of complex III of the respiratory chain | journal = Biochim. Biophys. Acta.  | volume = 456 | pages = 195–247  | pmid = 788795 | issue = 2}}
* {{Cita publicación periódica | author = Wikstrom M, Krab K, Saraste M | year = 1981 | title = Proton-translocating cytochrome complexes | url = https://archive.org/details/sim_annual-review-of-biochemistry_1981_50_annual/page/623 | journal = Annu. Rev. Biochem.  | volume = 50 | pages = 623–655  | pmid = 6267990 | doi = 10.1146/annurev.bi.50.070181.003203}}

=== Ligazóns externas ===
* [https://web.archive.org/web/20061009122244/http://sb20.lbl.gov/cytbc1/ cytochrome ''bc''<sub>1</sub> complex site (Edward A. Berry)] en lbl.gov
* [http://www.life.uiuc.edu/crofts/bc-complex_site cytochrome ''bc''<sub>1</sub> complex site (Antony R. Crofts)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070917062619/http://www.life.uiuc.edu/crofts/bc-complex_site |date=17 de setembro de 2007 }} en uiuc.edu
* [https://web.archive.org/web/19990827002106/http://metallo.scripps.edu/PROMISE/CYTBC1.html PROMISE Database: cytochrome ''bc''<sub>1</sub> complex] en scripps.edu
* [https://web.archive.org/web/20090112035125/http://www2.ufp.pt/~pedros/anim/2frame-iiien.htm Interactive Molecular Model of Complex III] (Requires [https://web.archive.org/web/20060320002451/http://www.mdl.com/products/framework/chime/ MDL Chime])
* UMichOPM [http://opm.phar.umich.edu/families.php?superfamily=3 families superfamily 3] - Posicións calculadas do bc1 e complexos relacionados nas membranas
* {{MeshName|Coenzyme+Q-Cytochrome-c+Reductase}}

{{Control de autoridades}}

[[Categoría:Oxidorredutases]]
[[Categoría:Metabolismo]]