Succinatdehydrogenase
Den succinatdehydrogenase ( SDH ) eller kompleks II af den respiratoriske kæde , også kaldet succinat-coenzym Q reduktase ( sqr ) er en oxidoreduktase membran som katalyserer den reaktion :
succinat + ubiquinon fumarat + ubiquinol .
Dette enzym er til stede i et meget stort antal levende væsener. Det findes således i plasmamembranen af bakterier og i den indre mitokondrie membran af eukaryoter , især pattedyr . Det har den særlige karakter at involvere både Krebs-cyklussen og i transportkæden af elektroner fra oxidativ fosforylering . Det udgør det andet indgangssted for elektroner med høj overførselspotentiale i cellulær respiration og sikrer overførslen af elektroner fra succinat af mitokondriematricen til coenzym Q 10opløst i lipiddobbeltlaget . Hos mennesker er succinatdehydrogenase-blokade kendt for at forårsage alvorlig sygdom ( neurodegenerativ sygdom eller tumorer) med et meget bredt spektrum af symptomer, der er typiske for mitokondriale sygdomme .
Succinatdehydrogenase (quinon)| EF-nr. | EF |
|---|---|
| CAS-nummer | |
| Kofaktor (er) | FAD ; Fe-S |
| IUBMB | IUBMB-post |
|---|---|
| IntEnz | IntEnz-visning |
| BRENDA | BRENDA indgang |
| KEGG | KEGG-indgang |
| MetaCyc | Metabolisk vej |
| PRIAM | Profil |
| FBF | Strukturer |
| GÅ | AmiGO / EGO |
Struktur og drift
De fleste succinatdehydrogenaser fra bakterier og mitokondrier består af fire underenheder : to hydrofile underenheder og to hydrofobe underenheder . De første to er flavoproteinet SdhA og jern-svovlproteinet SdhB, der er placeret i mitokondrie-matrixen , mens de sidste to betegnes som SdhC og SdhD og danner enzymets membrananker. SdhA indeholder flavin- adenindinucleotid (FAD) cofaktoren såvel som succinatbindingsstedet , mens SdhB indeholder tre jern- svovlcentre : [2Fe-2S], [4Fe-4S] og [3Fe-4S]. Der er to forskellige isoformer af SdhA-underenheden hos mennesker (type I og type II Fp-underenheder ), også til stede i Ascaris suum (en) og Caenorhabditis elegans . SdhC- og SdhD-underenhederne danner et membrankompleks med cytochrom b omfattende seks transmembrane helixer, et heme b og et ubiquinonbindingssted . Der findes også et cardiolipin- molekyle og et phosphatidylethanolamin- molekyle, der optager det hydrofobe volumen under hæmmen i SdhC- og SdhD-underenhederne.
-
(da) Diagram over elektronstrømning gennem kompleks II ( PDB 1YQ3 ), der illustrerer placeringen af de forskellige kofaktorer : FAD , de tre jern- svovlcentre , heme og ubiquinon . Den mitokondrie matrix er øverst, den indre mitokondrie membran er i bunden.
Hæmmere
Der er to forskellige klasser af komplekse II- inhibitorer : dem, der blokerer ubiquinonbinding, og dem, der blokerer succinatbinding.
- Blandt førstnævnte er der et pesticid såsom carboxin og dets derivater (stor familie af SDHI'er , SDH-hæmmere) og derefteroyltrifluoracetone . De er blevet brugt i landbruget som fungicider siden slutningen af 1960'erne . Den carboxin blev hovedsageligt brugt til bekæmpelse af sygdomme forårsaget af Basidiomycetes såsom rust og sygdomme Rhizoctonia , blev det så forbudt at anvende i felterne. For nylig er carboxinderivater blevet udviklet med et bredere spektrum, såsom boscalid, penthiopyrad, bixafen , fluxapyroxad, penflufen, isopyrazam, flutolanil, penthiopyrad, Xemium og fluopyram . SDHi-hæmmere er ikke artsspecifikke, de kan blokere respirationen af en række organismer, lige fra skimmelsvampe (f.eks. Botrytis cinerea) til regnorme, bier, fisk, frøer og mennesker}.
SDHIs er inhibitorer, der konkurrerer med quinoner som ville have den virkning, at producere superoxid O 2 ioner.. - og udseendet af oxidativ stress . Som med antibiotika med bakterier er svampe (forme) i stand til at udvikle resistens, hvilket gør SDHI ineffektiv over tid.
Nogle svampe af landbrugsbetydning er ikke følsomme overfor forbindelser fra den nye generation af ubiquinon kompleks II- bindingsinhibitorer .
- Blandt de sidstnævnte finder vi analoger af succinat såsom malonat , men også metabolitter af Krebs cyklus sådan som malat og oxaloacetat . Sidstnævnte er et af de mest kraftige inhibitorer af kompleks II , hvilket ville have en gunstig virkning ved at begrænse produktionen af superoxid- O 2 ioner. • - ved omvendt elektronoverførsel i NADH-dehydrogenase ( kompleks I ).
Noter og referencer
- Værdierne for massen og antallet af rester, der er angivet her, er værdierne for proteinforløberen, der er resultatet af translationen af genet , før posttranslationsmodifikationer og kan afvige væsentligt fra tilsvarende værdier for det funktionelle protein .
- (i) Kayode Oyedotun S. og Bernard D. Lemire , " Den kvaternære struktur af Saccharomyces cerevisiae succinatdehydrogenase. Homologimodellering, cofaktordocking og molekylær dynamik-simuleringsstudier ” , Journal of Biological Chemistry , bind. 279, nr . 10, 5. marts 2004, s. 9424-9431 ( PMID 14672929 , DOI 10.1074 / jbc.M311876200 , læs online )
- P.Bénit et al. , Patologier knyttet til underskuddet i Krebs-cyklussen. Revue Francophone des Laboratoires N ° 501 2018. {{DOI: 10.1016 / S1773-035X (18) 30120-5}}
- S. Loublier et al. , Mitokondrie sygdomme: en medicin fra hinanden? 2009. DOI : 10.1016 / j.immbio.2009.08.002
- (i) Eriko Tomitsuka Hiroko Hirawake, Yu-ichi Goto Masafumi Taniwaki, Shigeharu Harada og Kiyoshi Kita , " Direct Evidence for Two Distinct former for flavoproteinet underenheden af human mitochondrial Complex II (succinat-ubiquinon reduktase) " , Journal of Biochemistry , vol. 134, nr . 2 august 2003, s. 191-195 ( PMID 12966066 , DOI 10.1093 / jb / mvg144 , læs online )
- (i) Li-shar Huang Gang Sun, David Cobessi, Andy C. Wang, John T. Shen, Y. Eric Tung, Vernon E. Anderson og Edward A. Berry , " 3-nitropropionsyre Er en Suicide inhibitor af mitokondrie Åndedræt, der ved oxidation af kompleks II danner et kovalent addukt med en katalytisk base arginin i enzymets aktive sted ” , Journal of Biological Chemistry , bind. 281, nr . 9,21. december 2005, s. 5965-5972 ( PMID 16371358 , PMCID 1482830 , DOI 10.1074 / jbc.M511270200 , læs online )
- V. Graillot et al. Bevis for in vitro genotoksicitet af methyl-pyrazol-pesticider i humane celler. Mutat Res. 2012. DOI : 10.1016 / j.mrgentox.2012.05.014 læses online
- Qian et al. , Toksiske virkninger af boscalid hos voksen zebrafisk (Danio rerio) på kulhydrat- og lipidmetabolisme. Miljøforurening
- S. Wu et al. , Enkelt- og blandingstoksicitet af strobilurin og SDHI-fungicider for Xenopus tropicalis-embryoner. Økotoksikologi og miljøsikkerhed
- LH Liao et al. , adfærdsmæssige reaktioner fra honningbier (Apis mellifera) på naturlige og syntetiske fremmedhad i mad, 2017, Sci Rep. DOI : 10.1038 / j.immbio.s41598-017-15066-5
- (in) Hervé F. Avenot og Themis J. Michailides , " Fremskridt med forståelse af molekylære mekanismer og udvikling af resistens over for succinatdehydrogenasehæmmende (SDHI) fungicider i fytopatogene svampe " , Crop Protection , vol. 29, nr . 7, juli 2010, s. 643-651 ( DOI 10.1016 / j.cropro.2010.02.019 , læs online )
- (i) Tiphaine Dubos Matias Pasquali, Friederike Pogoda, Angela Casanova, Lucien Hoffmann og Marco Beyer , " Forskelle entre les succinatdehydrogenase sekvenser af sensorisk isopyrazam Zymoseptoria tritici og ufølsom Fusarium graminearum stammer " , Pesticide Biochemistry and Physiology , bd. 105, nr . 1, Januar 2013, s. 28-35 ( PMID 24238287 , DOI 10.1016 / j.pestbp.2012.11.004 , læs online )
- (i) Florian L. Muller, Yuhong Liu, A. Muhammad Abdul Ghani, Michael S. Lustgarten, Arunabh Bhattacharya Youngmok C. Jang og Holly Van Remmen , " Høje superoxidfrembringelse i skelet-muskel mitokondrier respirerende på begge kompleks I - og komplekse II-bundne substrater ” , Biochemical Journal , bind. 409, nr . 2 15. januar 2008, s. 491-499 ( PMID 17916065 , DOI 10.1042 / BJ20071162 , læs online )