thumb|250px|Ilustração esquemática das reacções no complexo III A coenzima Q-citocromo c redutase, também denominada complexo de citocromo bc1 ou complexo III, é o terceiro complexo na cadeia respiratória (), tendo um papel fundamental na geração bioquímica de ATP (fosforilação oxidativa). O complexo III é uma lipoproteína transmembranar com múltiplas subunidades, codificada pelos genomas mitocondrial (citocromo b) e nuclear (todas as outras subunidades).
Cadeia transportadora de elétrons
A cadeia transportadora de elétrons (CTE), também denominada cadeia respiratória, é formada por quatro complexos proteicos presentes a membrana mitocondrial interna. Os complexo I e complexo II são responsáveis pela oxidação do NADH e do FADH2, respectivamente, transferindo os elétrons resultantes para o ubiquinol. Essa molécula é responsável por carrear esses elétrons para o complexo III. O complexo III envia os elétrons através do espaço intermembrana para o citocromo c, responsável pela transferência dos mesmos para o complexo IV. O complexo IV utiliza esses elétrons para a redução do oxigênio à água na matriz mitocondrial Murphy M. How mitochondria produce reactive oxygen species. Biochem J. 2009; 417:1–13. [PubMed: 19061483].
Estrutura e mecanismo de ação
A coenzima Q-citocromo c redutase pertence à família das oxidorredutases, especificamente aquelas que utilizam difenóis e substancias relacionada como doador e um citocromo como aceptor. Essa enzima participa da fosforilação oxidativa, possuindo quatro cofatores: citocromo c1, citocromo b-562, citocromo c-566 e ferredoxina. Esse complexo proteico catalisa a redução do citocromo c através da oxidação da coenzima Q por dois elétrons, também chamada de ubiquinona. Esse processo ocorre de forma concomitante ao envio de quatro prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana Wilson MT, Bickar D. Cytochrome oxidase as a proton pump. J Bioenerg Biomembr. 1991 Oct;23(5):755-71. Review. PubMed PMID: 1660873.
O complexo III tem uma estrutura dimérica com cada monômero contendo até 11 subunidades C.Lange,C.Hunte, Crystal Structure of The Yeast Cytochrome BC1 Complex with Its Bound Substrate Cytochrome C., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 2800, 2002. As duas subunidades do citocromo b estão no interior do complexo, tendo exposição mínima ao espaço intermembrana e matriz mitocondrial. As subunidades do citocromo c1 estão posicionadas no todo do citocromo b e suas superfícies externas estão expostas ao espaço intermembranar. Essas moléculas são mantidas no lugar por caudas helicoidais que se estendem profundamente no complexo proteico na membrana mitocondrial. A ferredoxina é uma proteína ferro-enxofre com três domínios diferentes e que interage quimicamente com as subunidades do citocromo que estão localizadas na unidade monomérica adjacente. Os citocromos b e c1 possuem o heme como grupo prostético da proteína https://proteopedia.org/wiki/index.php/Complex_III_of_Electron_Transport_Chain acessado em 11/04/2019.
O mecanismo de ação do complexo III envolve o ciclo da ubiquinona (ciclo “Q”). Esse ciclo envolve a transferência de dois elétrons dos complexos I e II para a ubiquinona, resultando na redução da ubiquinona em ubiquinol (QH2). A oxidação subsequente do ubquinol pelo complexo III requer a doação dos dois elétrons para o citocromo c, ocorrendo a transferência de apenas um elétron por vez. A primeira transferência de elétrons no complexo III é para a ferredoxina. Esse elétron é então transferido para o citocromo c1 e subsequentemente para o citocromo c. Essa primeira transferência de um elétron do ubiquinol resulta na molécula instável semiubiquinona (Q•-), que pode doar seu elétron instável para o oxigênio e gerar espécies reativas de oxigênio (EROs). Esse cenário não é o que ocorre na maioria dos casos. Normalmente o elétron não pareado da semiubiquinona é transferido para os dois grupos heme do citocromo b. Essas duas moléculas (heme bL e heme bH) tem afinidades eletrônicas diferentes devido à sua localização em diferentes ambientes polipeptídicos. O heme bL está localizado mais próximo do espaço intermembranar e tem uma afinidade mais baixa pelos elétrons do que o heme bH, localizado mais próximo da matriz mitocondrial. A semiubiquinona transfere seu elétron para o heme bL gerando a ubiqinona. O heme BL, por sua vez, transfere o elétron para o heme bH, que subsequentemente irá restaurar a semiubiquinona, após a transferência do elétron para a ubiquinona. Esse processo é cíclico até a transferência desse elétron para a ferridoxina e para o citocromo c1 Chandel NS. Mitochondrial complex III: an essential component of universal oxygen sensing machinery? Respir Physiol Neurobiol. 2010 Dec 31;174(3):175-81. doi: 10.1016/j.resp.2010.08.004. Epub 2010 Aug 11. Review. PubMed PMID: 20708106; PubMed Central PMCID: PMC2991558.
Referências
Ver também Respiração celular Centro de reacção fotossintético Complexo 3
Ligações externas cytochrome bc1 complex site (Edward A. Berry) em lbl.gov cytochrome bc1 complex site (Antony R. Crofts) em uiuc.edu PROMISE Database: cytochrome bc1 complex em scripps.edu Interactive Molecular Model of Complex III (Requer MDL Chime) (Posições calculadas para o complexo bc1 e relacionados em membranas)
Categoria:Respiração celular Categoria:EC 1.10.2 Categoria:Proteínas de ferro-enxofre Categoria:Proteínas integrais de membrana