Citohrom bc

'*Koenzim Q: citohrom *c*– oksidoreduktaza**, koji se ponekad naziva **citohrom *bc*1 kompleks**, a ponekad i **kompleks III**, je treći kompleks u lancu transporta elektrona (EC1.10.2.2), igrajući ključnu ulogu u biohemijskom stvaranju ATP-a (oksidativna fosforilacija) . Kompleks III je multipodjedinični transmembranski proteini koji kodiraju i mitohondrijski (citohrom b) i jedarni genomi (sve druge podjedinice). Kompleks III je prisutan u mitohondrijama svih životinja i svih aerobnih eukariota i unutrašnjim membranama većine eubakterija. Mutacije u kompleksu III uzrokuju netoleranciju na vježbanje kao i multisistemske poremećaje. Kompleks bc1 sadrži 11 podjedinica, tri respiratorne podjedinice (citohrom B, citohrom C1, Rieskeov protein), dva proteinska jezgra i šest niskomolekulskih proteina.

Ubikinol—citohrom-c reduktaza katalizira hemijsku reakciju

:QH2 + 2 fericitohrom c\rightleftharpoons Q + 2 ferocitohrom c + 2 H+

Dakle, dva supstrata ovog enzima su kinol (QH2) i feri– (Fe3+)citohrom c, dok su njegova tri proizvoda kinon (Q), fero– (Fe2+) citohrom c i H+.

Ovaj enzim pripada porodici oksidoreduktaza, posebno onih koji djeluju na difenole i srodne tvari kao donor sa citohromom kao akceptorom. Ovaj enzim učestvuje u oksidacijskoj fosforilaciji. Ima četiri kofaktora: citohrom c1, citohrom b-562, citohrom b-566 i 2-gvožđe feredoksin tipa Rieske.

## Nomenklatura 
Sistematski naziv ove klase enzima je **ubikinol:fericitohrom-c oksidoreduktaza*'. Ostali nazivi u uobičajenoj upotrebi uključuju:

## Struktura 
U poređenju sa ostalim glavnim podjedinicama koje pumpaju proton u lancu transporta elektrona, broj pronađenih podjedinica može biti mali, čak do tri polipeptidna lanca. Ovaj broj se povećava, a kod viših životinja nalazi se jedanaest podjedinica. Tri podjedinice imaju grupu proteza. Podjedinica citohrom *b* ima dva tipa *b* hema (*b*L i *b* H), podjedinica citohroma *c* ima jedan hem *c* tipa (*c*1) , a Rieske podjedinica gvožđe-sumpornog proteina (ISP) ima dva gvožđa, dva sumpora klaster gvožđe-sumpor (2Fe•2S).

Strukture kompleksa III: , 

## Sastav kompleksa 
Kod kičmenjaka, kompleks bc1, ili kompleks III, sadrži 11 podjedinica: tri respiratorne podjedinice, dva jezgrarna proteina i šest proteina niske molekulske težine. Proteobacterial complexes may contain as few as three subunits.

### Tabela sastava podjedinica kompleksa III 
* **a** Kod kičmenjaka, proizvod cijepanja od 8 kDa sa N-terminala Rieske proteina (signalni peptid) zadržava se u kompleksu kao podjedinica 9. Tako podjedinice 10 i 11 odgovaraju gljivičnim QCR9p i QCR10p.

## Reakcija 
Ovaj enzim katalizira redukciju citohroma *c* za
oksidacija koenzima Q (CoQ) i istovremeno pumpanje 4 protona iz mitohondrijskog matriksa u intermembranski prostor:
: QH2 + 2 citohrom *c* (FeIII)  + 2 H → Q + 2 citohrom *c* (FeII) + 4 H

U procesu koji se zove Q ciklus, dva protona troše se iz matrice (M), četiri protona se oslobađaju u intermembranski prostor (IM) i dva elektrona se prenose na citohrom *c*.

## Mehanizam reakcije
thumb|400px| Q ciklus
Mehanizam reakcije za kompleks III (citohrom bc1, koenzim Q: citohrom C-oksidoreduktaza) poznat je kao ubikinon ("Q") ciklus. U ovom ciklusu četiri protona se oslobađaju na pozitivnu "P" stranu (međumembranski prostor), ali samo dva protona preuzimaju se sa negativne "N" strane (matrica). Kao rezultat, protonski gradijent formira se preko membrane. U ukupnoj reakciji, dva ubikinola oksidiraju se u ubikinon, a jedan ubikinon reducira se u ubiquinol. U kompletnom mehanizmu, dva elektrona prenose se sa ubikinol na ubikinon, preko dva intermedijera citohroma c.

**Sveukupno**:
* 2 x QH2 **oksidirano** do Q
* 1 x Q **reducirano** do QH2
* 2 x Cyt c **reducirano**
* 4 x H+ otpušteno u intermembranski prostor
* 2 x H+ pokupljeno iz matrice

Reakcija se odvija prema sljedećim koracima:

**Prvi krug**:
# Citohrom b vezuje ubikinol i ubikinon.
# 2Fe/2S centar i BL hem povlače po jedan elektron sa vezanog ubihinola, oslobađajući dva protona u intermembranski prostor.
# Jedan elektron se prenosi na citohrom c1 iz centra 2Fe/2S, dok se drugi prenosi sa BL hema na BH hem.
# Citohrom c1 prenosi svoj elektron na citohrom c (ne treba ga brkati sa citohromom c1), a BH hem prenosi svoj elektron na obližnji ubikinon, što rezultira stvaranjem ubisemikinona.
# Citohrom c difundira. Prvi ubikinol (sada oksidiran u ubikinon) se oslobađa, dok semikinon ostaje vezan.
**Drugi krug**:
# Drugi ubikinol je vezan citohromom b.
# 2Fe/2S centar i BL hem povlače po jedan elektron sa vezanog ubihinola, oslobađajući dva protona u intermembranski prostor.
# Jedan elektron se prenosi na citohrom c1 iz centra 2Fe/2S, dok se drugi prenosi sa BL hema na BHhem.
# Citohrom c1 zatim prenosi svoj elektron na citohrom c, dok obližnji semikinon proizveden iz kruga 1 pokupi drugi elektron iz BH hema, zajedno sa dva protona iz matrice.
# Drugi ubikinol (sada oksidiran u ubikinon), oslobađa se zajedno s novoformiranim ubikinolom.

## Inhibitori kompleksa III 
Postoje tri različite grupe inhibitora kompleksa III.
* Antimicin A vezuje se za Qi mjesto i inhibira prijenos elektrona u kompleksu III sa hema *b*H na oksidirani Q (inhibitor Qi mesta).
* Miksotiazol i stigmatellin vezuju se za mjesto Qo i inhibiraju prijenos elektrona sa redukovanog QH2 na Rieske gvožđe-sumporni protein. Miksotiazol i stigmatelin se vezuju za različite, ali preklapajuće džepove unutar Qo mjesta.
** Miksotiazol se bliže vezuje za citohrom bL (otuda se naziva "proksimalni" inhibitor).
** Stigmatelin se vezuje dalje od hema bL i bliže proteinu sumpora Rieske gvožđa, s kojim snažno stupa u interakciju.

Neki su komercijalizirani kao fungicidi (derivati strobilurina, od kojih je najpoznatiji azoksistrobin; QoI inhibitori) i kao agensi protiv malarije (atovakvon).

Takođe propilheksedrin inhibira citohrom c reduktazu.

## Bezkisični radikali 
Mali dio elektrona napušta lanac transporta elektrona prije nego što stigne do kompleksa IV. Prerano curenje elektrona u kisik rezultira stvaranjem superoksida. Relevantnost ove inače manje nuspojave je da su superoksid i druge reaktivne vrste kisika vrlo toksični i smatra se da imaju ulogu u nekoliko patoloških stanja, kao i starenju). Do curenja elektrona dolazi uglavnom na Qo mjestu i stimulirano je antimicinom A. Antimicin A zaključava *b* hem u reduciranom stanju, sprečavajući njihovu ponovnu oksidaciju na Qi mjestu, što zauzvrat uzrokuje stabilne koncentracije Qo semikinona da raste, pri čemu potonja vrsta reaguje sa kisikom da bi formirala superoksid. Smatra se da efekt visokog membranskog potencijala ima sličan efekt. Superoksid proizveden na Qo mjestu može se osloboditi i u mitohondrijski matriks  i u međumembranski prostor, gdje onda može doći do citosola. Ovo bi se moglo objasniti činjenicom da bi kompleks III mogao proizvoditi superoksid kao membranski permeabilan HOO•, a ne kao membranski nepropusni O.  Prijavljeno je da ostale mutacije uzrokuju septooptičku displaziju  i multisistemske poremećaje. Međutim, mutacije u genu BCS1L, odgovornom za pravilno sazrijevanje kompleksa III, mogu dovesti do Björnstadovog i GRACILE sindroma, koji su kod novorođenčadi smrtonosna stanja koja imaju multisistemske i neurološke manifestacije, tipizirajući teške mitohondrijske poremećaje. Patogenost nekoliko mutacija je potvrđena u modelnim sistemima kao što je kvasac.

Do sada je nepoznat stepen do kojeg stupnja su ove različite patološke promjene uzrokovane bioenergetskim deficitom ili prekomjernom proizvodnjom superoksida.

## Također pogledajte
* Ćelijsko disanje
* Fotosintetski reakcioni centar

## Dodatne slike 

 File:Mitochondrial electron transport chain (annotated diagram).svg|ETC

## Reference 
## Dopunska literatura 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi 
*  at lbl.gov
* cytochrome *bc*1 complex site (Antony R. Crofts)  at uiuc.edu
*  at scripps.edu
*  (Requires MDL Chime)
*  - Calculated positions of bc1 and related complexes in membranes
* 

Kategorija:EC 7.1.1
Kategorija:Enzimi poznate strukture
Kategorija:Ćelijsko disanje
Kategorija:Gvožđe-sumporni proteini
Kategorija:Transmembranski proteini