Цитохромоксидаза: перенос электронов в комплексе
Перенос электронов в комплексе ЦО является многоступенчатым процессом. Передача электронов от комплекса III к ЦО осуществляется, по-видимому, за счет латеральной диффузии цитохрома с по поверхности мемораны [ Capaldi ea 1982 ]. В молекуле ЦО имеются две точки связывания для цитохрома С - одна с высоким сродством, другая - с низким [ Wainio ea 1983 ], Механизм переноса электронов в ЦО детально изучали в работах [ Chance ea 1981 , Wikstrom ea 1990 , Wikstrom ea 1972 ]. Получены доказательства, что электроны в ЦО переносятся преимущественно путем туннелирования. Процесс восстановления кислорода идет через ряд промежуточных соединений, среди которых важнейшим стабильным продуктом является перекисное соединение ЦО [ Chance ea 1981 , Wainio ea 1983 ]. Получены доказательства методом резонансной спектроскопии Рамана участия в восстановлении кислорода ЦО феррил-оксо (Fe2+=O2-) и ферри-гидрокси (Fe3+-OH-) промежуточных соединений ЦО [ Han ea 1990 ]. Эти компоненты включены в новую схему механизма действия ЦО, предложенную в [ Wikstrom ea 1990 ], Схема приведена на рис. 28 . Она состоит из 7 стадий. Важную роль в цикле играют аллостерические системы регуляции [ Bombelka ea 1986 ]. Редокс-потенциалы для дрожжей (С. utilis) составляют 215 мВ для цитохрома а и 360 мВ для цитохрома аз [ Keyhani ea 1980 ]. В соответствии с этими значениями предположено, что цитохром с2+ восстанавливает сначала гем а и Cua , а затем электроны переносятся на гем a3 и Cub . Считалось, что электроны от цитохрома с2+ поступают сначала на цитохром а, а затем на Cua [ Chance ea 1981 ], однако, согласно данным [ Holm ea 1987 , Rich ea 1988 , Steffens ea 1987 ], более вероятен перенос электронов с питохрома с на Cua (Cux?) , а затем на цитохром а . Гем а и Cua при восстановлении быстро приходят в состояние электронного равновесия. На аутотрофе S. cerevisiae по гистидину четко показана связь гема а с гистидином в качестве лиганда [ Martin ea 1985 ]. Согласно первоначальной формулировке хемиосмотической теории [ Mitcell ea 1966 ], при реакции ЦО происходит поглощение протонов на матриксной стороне мембраны, но не наблюдается выделения протонов в цитоплазму ( уравнение 2.2.4.1 ). Однако в работе [ Wikstrom ea 1981 , Wikstrom ea 1982 ] показано, что перенос электронов в ЦО сопряжен с транслокацией протонов из матрикса в цитоплазму : реакция цит. с2+ + 1/4О2 + 2Нm+ -> цит.с3c+ +1/2Н2О + Нc+, 2.2.4.2 где значками "m" и "c" обозначены, соответственно, матрикс и цитоплазма, а цит. - цитохром. На каждый электрон потребляется один Н+ на М-стороне при восстановлении 02 и один Н+ выделяется в цитоплазму.
