Транспорт электронов в биологических системах - Рубин А.Б.
Скачать (прямая ссылка):
1976, 1981b], для восстановления цитохрома с\ (см. ниже).
Некоторые факты относительно кинетики редокс-реакций комплекса III
1. Добавление антимицина А к митохондриям в присутствии кислорода приводит к восстановлению цитохромов b и убихинона и к окислению цитохрома с [Potter, Reif, 1952; Chance, Williams, 1956].
2. Кинетика восстановления цитохромов b сукцинатом трехфазна: быстрое частичное восстановление сменяется окислением с последующим более медленным восстановлением [Yu and Yu, 1981; Zhen et al., 1981].
3. «Сверхвосстановление» цитохромов b в присутствии антимицина А и сукцината, вызванное добавлением окислителей (феррицианида или кислорода) [Rieske, 1971; Wikstrom, Berden, 1972; Wilson et al., 1972; Eisenbach, Gutman, 1975; Trumpower, Katki, 1975].
4. Добавление кислорода к митохондриям, в которых цитохромы b полностью восстановлены, вызывает окисление последних, чувствительное к антимицину [Erecinska et al., 1973].
5. Удаление железосерного белка Риске (Ре5к) из сукцинат: цитохром с-оксидоредуктазы не нарушает сукцинат-убихинон-редуктазную активность [Trumpower et al., 1980], но приводит к:
а) ингибированию быстрого восстановления цитохрома с у сукцинатом как в присутствии, так и в отсутствие антимицина [Trumpower, 1976];
б) ингибированию в присутствии антимицина быстрого восстановления цитохромов Ъ сукцинатом (в отсутствие антимицина ингибирования нет) [Trumpower, 1976];
в) блокированию индуцированного окислителями сверхвосстановления цитохромов Ъ [Bower et al.,., 1981].
6. Индуцированное окислителями восстановление цитохромов b в присутствии антимицина А ингибируется (ср. с пунктом 5, в);
а) британским антилюизитом (2,3-меркапто-пропанолом) [Ксезенко, Константинов, 1980];
б) аналогом убихинона УГДБТ (5-и-ундецил-6-гидрокси-4,7-диоксо-бензотиазол) [Bower, Trumpower, 1980; Bower et al., 1981].
7. Быстрое восстановление цитохромов b сукцинатом ингибируется при совместном действии антимицина и (ср. с пунктом 5, 6) британского антилюизита [Deul, Thom, 1962; Ксезенко, Константинов, 1980], ингибирующего перенос электронов на уровне железосерного белка Риске [Slater, deVries, 1980; Slater, 1981].
8. Замедление в присутствии антимицина восстановления цитохромов Ъ сукцинатом или убихиноном в условиях, когда цитохром сх (и FeSR) восстановлен (эффект динамического контроля) [Eisenbach, Gutman, 1975; Trumpower, Katki, 1975].
9. Энергозависимое восстановление цитохромов b при добавлении АТФ в митохондриях и СМЧ [Dutton, Wilson, 1974; Каменский и др., 1975; Konstantinov et al., 1981].
10. Антимицин А не ингибирует быстрого восстановления цитохрома С\ сукцинатом в полностью окисленном сукцинат: цитохром с-оксидоредук-тазном комплексе [Bower, Trumpower, 1981].
Эта схема [подробнее см.: Ксезенко, Константинов, 1980; Konstantinov et al., 1981] близка к очень популярному в настоящее время так называемому Q-циклу (см. далее). Однако в отличие от последнего схема (1.2) существенно проще.
Действительно, восстановление цитохромов Ъ и окисление цитохромов с и с 1, наблюдаемое в митохондриях [Ленинджер, 1966; Chance, Williams, 1956] при добавлении антимицина, обусловлено согласно схеме (1.2) блокированием переноса электронов между цитохромами b п с. Восстановление цитохромов Ъ, в свою очередь, тормозит реакцию восстановления железосерного
белка Риске, что в конечном итоге приводит к окислению цитохромов с и Ci.
Столь же естественно объясняется эффект сверхвосстановления цитохромов Ъ. В присутствии антимицина А добавление окислителя вызывает окисление железосерного центра Риске, что обусловливает образование Q*, который и восстанавливает цитохромы Ъ. Эффект динамического контроля (смотри пункт 8
Qh2
-FeSt
QH
2 b-
с.
О,
(1.2)
Q Ацтимицин
Восстановление железо-серного центра Риске должно привести к замедлению восстановления цитохромов Ъ, поскольку в этом случае не может образоваться восстановитель Q* (Q*H). Вмес-те с тем схема (1.2) не объясняет того факта, что ингибиторы железосерного белка Риске приводят, подобно антимицину, к окислению цитохромов с\ с и восстановлению цитохромов Ъ [Ксезенко, Константинов, 1980; Konstantinov et al., 1981].
Для объяснения сложного поведения цитохромов b в комплексе III Митчелом [Mitchell, 1975, 1976] была предложена схема так называемого «Q-цикла» (рис. 5), во многом сходная со
СДГ—<3-*и«-*-6и1 (*-3)
4
FeSa —>¦ сх ->с —*- •••->- 02
Наиболее существенные черты ее следующие.
1. В отличие от линейной схемы и схемы 1.2 цитохромы Ъ и c(ci) взаимодействуют друг с другом через убихинон. Отметим, что независимо от Митчела такое предположение было сделано в работе Либермана с сотр. [Либерман и др., 1976].
2. Как и в схеме 1.2, предполагается, что убихинон окисляется в двух последовательных одноэлектронных реакциях.
