Cesko.wiki NADH dehydrogenáza
Author
Albert Flores3D struktura NADH dehydrogenázy NADH dehydrogenáza (NADH reduktáza, přesněji NADH ubichinon-reduktáza nebo prostě komplex I), EC 7.1.1.2 (před zavedením 7. třídy enzymů - translokas - v roce 2018 EC 1.6.5.3), je velký enzymatický komplex, který je prvním článkem v tzv. dýchacím řetězci buněčného dýchání. Hraje tedy zásadní roli ve vytváření tzv. protonového gradientu napříč vnitřní membránou mitochondrií, což následně umožňuje syntézu ATP. Jedná se zřejmě o největší membránový proteinový komplex ve vnitřní mitochondriální membráně vůbec, neboť dosahuje velikosti 650 kDa.
Stavba
Skládá se z celé řady bílkovinných podjednotek, z nichž sedm je kódováno přímo v mitochondriální DNA a zbylých více než 30 podjednotek má svůj původ v jaderném genomu. Celý komplex nicméně obsahuje i nebílkovinné složky, jako je molekula FMN (flavinmononukleotid) a 6-7 FeS center. +more NADH dehydrogenáza se tedy řadí do významné skupiny FeS metaloproteinů a zároveň to je (s ohledem na obsah flavinového koenzymu) tzv. flavoprotein.
Funkce
+more5'>Průchod elektronů NADH dehydrogenázou na pozadí struktury enzymu Souhrnně se dá reakce katalyzovaná tímto enzymem zapsat jako: NADH + CoQ + 2H+ → NAD+ + H+ + CoQH2 (redukovaný).
S NADH reduktázou se nejprve asociuje redukovaný koenzym NADH a předává své elektrony celému multiproteinovému komplexu. Z jedné NADH přichází na komplex I dva elektrony a předávají je na FMN, z něj proudí elektrony na FeS klastry a z nich konečně na koenzym Q. +more Výhodou přenašečů FMN a ubichinonu je, že mají tři oxidační stavy a mohou tedy přijmout oba elektrony od NADH. Následně mohou postupně odevzdávat elektrony na další přenašeč elektronů, tzn. na cytochromy v komplexu III.
Průchodem elektronů komplexem NADH dochází k poklesu potenciálu asi o 360 mV, Gibbsova energie pro každé dva elektrony tedy činí 16,6 kcal/mol. Většina této energie z průchodu dvou elektronů se použije na vlastní pumpování čtyř protonů do mezimembránového prostoru, a tak komplex I vlastně spoluvytváří protonový gradient.
Onemocnění
Mutace v genu pro tento enzym může být příčinou onemocnění MELAS (mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke), což je jedno z typických mitochondriálních onemocnění.