Conceito de Complexo do Citocromo bc1
O complexo do
citocromo bc1, também
denominado de
complexo III, tem a função de passar eletrões da ubiquinona
(CoQ) reduzida para o citocromo c. Contém quatro cofatores
redox: dois hemes do tipo b, um heme do tipo c
e um centro [2Fe-2S].
Os citocromos,
funções que
foram elucidadas em 1925 por David Keilin (1887 - 1963), são proteínas
redox ativas que se encontram em todos os organismos excetuando alguns
seres anaeróbios obrigatórios. Estas proteínas contêm grupos heme
que, de uma forma alternada, mudam os seus iões ferro entre o estado II
e III de oxidação durante o transporte de eletrões. O espetro de
absorção visível dos citocromos com os grupos heme
reduzidos (Fe (II)) é composto por três picos: as bandas α,
β e γ (Soret). O comprimento de onda do pico α, que
varia dependendo da espécie de citocromo reduzido, é útil para a
diferenciação entre os diferentes tipos de citocromos. Entre cada
tipo de citocromo e, portanto, entre diferentes grupos heme
podem existir ambientes eletrónicos com pequenas variações que produzem
alterações nos comprimentos de onda dos picos α. Por exemplo, o
complexo II tem dois tipos de heme do tipo b: o que
absorve a 562nm é referido como o b562 ou bH
enquanto o que tem a absorvância máxima a 566nm é referido como o b566
ou bL. Cada citocromo contém um anel
porfirínico diferente coordenado com o átomo de ferro. Um
citocromo do tipo b contém uma protoporfirina IX, que também
está presente na hemoglobina e mioglobina. O grupo heme
do citocromo do tipo c difere da protoporfirina IX
da forma em que os seus grupos vinil desfizeram a sua ligação dupla para
formar uma ligação tioéter à proteína, com a participação de uma
cisteína. O heme a contém uma longa cadeia hidrofóbica
de três unidades de isopreno ligados à porfirina através de um
grupo hidroxietil, bem como um grupo formil no lugar de um substituinte
metil. Os ligandos axiais do ferro do heme também variam com o
tipo de citocromo. Nos citocromos a e b, ambos os
ligandos são resíduos de histidina, enquanto no citocromo c,
existem de histidina e metionina.
Todos os
complexos bc1 conhecidos contêm três subunidades comuns:
o citocromo b, que liga ambos os hemes bH e
bL, o citocromo c1, que contém um
heme do tipo c, e uma proteína ferro-enxofre de Rieske
(ISP, do inglês “iron-sulfur protein”), que contém um centro
[2Fe-2S].
As
estruturas de
raios-X dos complexos do citocromo bc1 para as
espécies bovina, galinha e levedura foram determinadas independentemente
por diversos cientistas (Johan Diesenhofer, Iwata and Bing Jap, Edward
Berry, Antony Crofts, Sung-Hou Kim e Hartmut Michel). Todas as
estruturas mostram uma molécula simétrica com uma forma de pera com um
diâmetro máximo de 130 Å e com uma altura de 150 Å. A região membranar
tem 40 Å de espessura e é composta por 13 hélices transmembranares
em cada protómero. Oito destas hélices transmembranares
contribuem para a subunidade do citocromo b, que liga o heme bH
e o heme bL no interior da sua região transmembranar,
em que o heme bL se dispõe numa região mais próxima do
espaço intermembranar. A ISP está ancorada por uma hélice
transmembranar e estende-se para o espaço intermembranar. As duas
ISPs do complexo dimérico estão entrelaçadas de uma forma em
que o centro [2Fe-2S] contendo o domínio de um protómero
interage com as subunidades do citocromo b e do citocromo bc1
do outro protómero. As distâncias entre os vários centros
metálicos são um pouco grandes, variando entre os 21 e os 34 Å.
Citocromo c
O citocromo c é
uma proteína membranar periférica que está fracamente ligada à
superfície externa da membrana mitocondrial interna. Liga-se
alternadamente
ao citocromo c1 (do complexo III) e à
oxidase do citocromo c (Complexo IV), funcionando assim como
um transportador de eletrões entre eles. O sítio de ligação do
citocromo c contém vários resíduos de lisina que se encontram
num anel à volta da extremidade exposta do grupo heme do
citocromo. |
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