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NADH-辅酶Q氧化还原酶(复合体I)的简介

2022.6.17

  NADH-Q还原酶,又称“NADH脱氢酶”或“复合体I”,是电子传递链中的第一个蛋白。它是一个巨大的酶,在哺乳动物中该复合体由46亚基组成,有1000千道尔顿(kDa)。目前只了解一种细菌的复合体详细结构;大多数生物的复合体酷似有一个大“球”的靴子,从膜中穿到线粒体。编码单个蛋白质的基因同时包含在细胞核和线粒体基因组中,许多线粒体酶都是这种情况。

  此酶催化的反应为NADH被辅酶Q10,即线粒体膜上的一种脂溶性醌类“泛醌”(在下面公式中写作Q)所氧化,同时转移两个电子:

  这个反应乃至于整个电子链,是从NADH分子与复合体I结合及放出两个电子而开始。电子通过附着在其上的黄素单核苷酸(FMN)辅基进入复合体I。电子的加入使FMN转换为它的还原形式,FMNH2。电子随后通过一系列存在于复合体中的第二种辅基铁硫簇转移。复合体I中存在两种铁硫簇,[2Fe-2S]和[4Fe-4S]。

  电子穿过复合体时,有4个质子从基质泵入膜间隙。尚不清楚其中的机制,但似乎与复合体I的构象改变有关,这可使该蛋白质在膜的N侧结合质子,并在P侧释放它们。最后,电子从铁硫簇链转移到膜中的泛醌分子上。泛醌的还原也有助于质子梯度的产生,因为基质中的两个质子被用于泛酚(QH2)的还原。

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