НАДН-дегідрогеназний комплекс, відомий також як комплекс I чи НАДН-убіхінон-оксидоредуктаза — перший багатобілковий комплекс дихального ланцюга мітохондрій. Багато копій комплексу містяться в мембранах прокаріотичних організмів, здатних до кисневого дихання та внутрішніх мембранах мітохондрій еукаріотичних клітин. Коли йдеться про комплекс як про біохімічну структуру людини, комплекс I часто називають НАДН-дегідрогеназою.
Сірим кольором показана внутрішня мембрана мітохондрії. Згори — мітохондріальний матрикс, знизу — міжмембранний простір. | |
Ідентифікатори | |
---|---|
Код КФ | 1.6.5.3 |
Бази ферментів | |
IntEnz | IntEnz view |
BRENDA | BRENDA entry |
ExPASy | NiceZyme view |
MetaCyc | metabolic pathway |
KEGG | KEGG entry |
PRIAM | profile |
PDB structures | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
Gene Ontology | AmiGO • EGO |
Пошук | |
PMC | статті |
PubMed | статті |
NCBI | NCBI proteins |
Цей комплекс відіграє центральну роль у процесах клітинного дихання та окисного фосфорилювання, адже майже 40 % протонного градієнту для синтезу АТФ утворюється саме цим комплексом. Комплекс I окиснює НАДН і відновлює одну молекулу убіхінону, яка вивільнюється в мембрану. На кожну окиснену молекулу НАДН комплекс переносить через мембрану чотири протони.
Комплекс I виділили з низки об'єктів: мітохондрій серця бика, цукрового буряка (Beta vulgaris), картоплі (Solanum tuberosum), бобів (Vicia faba), різушки Таля (Arabidopsis thaliana) та рису (Oryza sativa), а також із мітохондрій гриба нейроспори (Neurospora crassa) та мембран кишкової палички (Escherichia coli).
Структурна організація
У прокаріотів комплекс I складається з 14 основних субодиниць, що утворюють ядро комплексу, без якого він не в змозі функціонувати. Сім субодиниць є надзвичайно гідрофобними та локалізуються в мембрані, а сім відносно гідрофільних перебувають поза мембраною. В еукаріотів унаслідок еволюції комплекс покрився «шубою» з близько 30 допоміжних субодиниць, їх кількість може змінюватись залежно від об'єкту. Так, у ссавців цей фермент складається з 44 субодиниць, а в гриба Yarrowia lipolytica — з 48. Унаслідок цієї «надбудови» молекулярна маса комплексу I збільшилась майже удвічі: з ~550 кДа в бактерій до ~1 МДа в мітохондріях.
Електронна мікроскопія довела, що комплекс I (як із бактерій, так і з мітохондрій) має характерну L-подібну форму. Через цю форму, а також через ніби пом'яту молекулярну поверхню, комплекс I одержав від вчених назву «старий черевик». Гідрофобна «підошва» представлена білками, вмонтованими в мембрану, а гідрофільна частина — «кісточка» — обернена до матриксу.
Чотири субодиниці убіхінон-зв'язувального модуля разом із субодиницями мембранної частини ферменту утворюють сайт зв'язування убіхінону, де він взаємодіє із залізосірковим кластером N2, приймає два електрони та відновлюється до убіхінолу. Кластер N2, останній у ряді кластерів, по яких електрони від НАДН переходять до убіхінону, припіднесений над мембраною на ~15 Å. Сама порожнина, в якій зв'язується убіхінон, є завдовжки 30 Å і може вмістити всю молекулу разом із довгим гідрофобним хвостом із семи ізопренових одиниць. Порожнина має вузький вхід, тож довгий гідрофобний ланцюг повинен набути певної конформації, яка збережеться протягом усієї ферментативної реакції. Наявність такого довгого та вузького сайту зв'язування є характерною рисою комплексу I. Усередині порожнини убіхінон взаємодіє з консервативними залишками тирозину та гістидину.
У грибів, тварин і судинних рослин принаймні 7 із 44 субодиниць, які утворюють мембранний домен, кодуються мітохондріальним геномом. У ссавців цих субодиниць є рівно сім. У рослин ДНК мітохондрій кодує дев'ять субодиниць: окрім семи субодиниць, які входять до складу гідрофобної частини комплексу, в ній закодовані дві субодиниці, (гомологічні) субодиницям 49 кДа та 30 кДа у ссавців, а решта компонентів перебувають під контролем ядерних генів. Однак ці дані, отриманні при дослідженні пластомів картоплі та різушки Таля, можуть виявитись недостовірними для інших видів рослин, а кількість закодованих у мітохондріях субодиниць може змінюватись від виду до виду. Так, у печіночника Marchantia polymorpha субодиниця NAD7, гомологічна поліпептиду 49 кДа, кодується ядерним геномом і транспортується в мітохондрії, а відповідний ген мітохондріальної ДНК перетворився в псевдоген і є нефункціональним.
Дослідження виявили, що за своїми властивостями комплекс I суттєво не відрізняється в об'єктів тваринного та рослинного походження. Однак у рослин наявні деякі специфічні субодиниці, які в деяких випадках надають комплексу функціональних особливостей. Аналіз комплексу I в Arabidopsis показує, що понад 30 % субодиниць є специфічними для рослин. Наприклад, частиною мембранного модуля рослинного комплексу I є так званий γ-карбоангідразний структурний модуль і L-галактоно-1,4-лактондегідрогеназа, яка водночас являє собою останній фермент мітохондріального шляху біосинтезу аскорбінової кислоти.
Таблиця основних (корових) субодиниць
Основні субодиниці | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Корова | Людина | Кишкова паличка | Різушка Таля | Опис | Кофактори | |
Периферична рука | ||||||
Дегідрогеназний модуль | 75 кДа | NDUFS1 | NuoG | 75 кДа | транспорт електронів | Fe2S2 (N1b), 2 x Fe4S4 (N4 и N5), (N7) |
51 kDa | NDUFV1 | NuoF | 51 кДа | зв'язування НАДН, транспорт електронів | флавін, Fe4S4 (N3) | |
24 kDa | NDUFV2 | NuoE | 24 кДа | Несе допоміжний кластер N1a | Fe2S2 (N1a) | |
Убіхінон-зв'язувальний модуль | 49 кДа | NDUFS2 | NuoD (NuoCD) | |||
30 kDa | NDUFS3 | NuoC | ||||
TYKY | NDUFS8 | NuoI | 28,5 кДа | транспорт електронів | 2 x Fe4S4 (N6a и N6b) | |
PSST | NDUFS7 | NuoB | 20 кДа | транспорт електронів | Fe4S4 (N2) | |
Мембранна рука | ||||||
- | ND1 | MT-ND1 | NuoH | NAD1 | ||
Протон-транслокувальний модуль | ND2 | MT-ND2 | NuoN | NAD2 | антипорт-подібний білок | |
ND3 | MT-ND3 | NuoA | NAD3 | |||
ND4 | MT-ND4 | NuoM | NAD4 | антипорт-подібний білок | ||
ND4L | MT-ND4L | NuoK | NAD4L | |||
ND5 | MT-ND5 | NuoL | NAD5 | антипорт-подібний білок | ||
ND6 | MT-ND6 | NuoJ | NAD6 |
Таблиця допоміжних субодиниць
Усі мітохондріальні комплекси I мають багато допоміжних субодиниць, які не є необхідними для каталітичної активності та відрізняються в різних видів. Очевидно, що вони піддаються певному функціональному навантаженню, оскільки їхні мутації призводять до спадкових захворювань. Для деяких субодиниць виявлено наявність певних функцій, так B16.6 (GRIM-19) бере участь в апоптозі, а субодиниця 39 кДа (NDUFA9) — у регуляції активності комплексу. Щодо інших субодиниць, то сьогодні активно обговорюється їх можлива роль у регуляції, збірці, стабілізації та захисті від активних форм кисню. Варто зазначити, що допоміжні субодиниці значно збільшують енергетичні витрати клітини на синтез, складання та деградацію комплексу. Такі затрати, тим не менш, можуть окупитись у випадку ядерної клітини, в якій процес синтезу білка добре контролюється. З іншого боку, якщо допоміжні субодиниці є необхідними для стабілізації комплексу I, залишається незрозумілим, яким чином бактеріальні комплекси, які складаються з мінімально потрібної кількості поліпептидів, успішно функціонують без них. На сьогодні вчені не дають чіткої відповіді на ці запитання.
Допоміжні субодиниці | ||||
---|---|---|---|---|
No. | Корова | Білок людини | Опис | Родина білків Pfam |
Субодиниці | ||||
15 | 13A | NDUFS6 | бере участь у складанні та стабілізує комплекс | PF10276 |
16 | B17.2 | NDUFA12 | PF05071 | |
17 | AQDQ | NDUFS4 | можливо, фосфорилюється протеїнкіназою А (ПКА), стабілізує комплекс під час складання | PF04800 |
18 | 39kDa | NDUFA9 | сполучає мембранний та периферичний домени, бере участь у активації/деактивації комплексу | PF01370 |
19 | ACPM | ACPM | ацил-переносний білок | PF00550 |
20 | B8 | NDUFA2 | PF05047 | |
21 | MFWE | NDUFA1 | цАМФ залежне фосфорилювання ПКА | PF15879 |
22 | B12 | NDUFB3 | PF08122 | |
23 | AB13 | NDUFA5 | бере участь у активації/деактивації комплексу | PF04716 |
24 | B14 | NDUFA6 | PF05347 | |
25 | B14.7 | NDUFA11 | PF02466 | |
26 | ESSS | NDUFB11 | цАМФ залежне фосфорилювання протеїнкінази A | PF10183 |
27 | PFFD | NDUFS5 | PF10200 | |
28 | B15 | NDUFB4 | PF07225 | |
29 | B16.6 | NDUFA13 | бере участь в апоптозі | PF06212 |
30 | B18 | NDUFB7 | PF05676 | |
31 | PGIV | NDUFA8 | PF06747 | |
32 | B22 | NDUFB9 | PF05347 | |
33 | PDSW | NDUFB10 | фосфорилюється Src у ракових клітинах | PF10249 |
34 | ASHI | NDUFB8 | PF05821 | |
35 | B14.5B | NDUFC2 | у нормі фосфорильована | PF06374 |
36 | AGGG | NDUFB2 | PF14813 | |
37 | B14.5A | NDUFA7 | у нормі фосфорильована | PF07347 |
38 | B9 | NDUFA3 | PF14987 | |
39 | MLRQ | NDUFA4 | PF06522 | |
40 | SGDH | NDUFB5 | PF09781 | |
41 | MNLL | NDUFB1 | PF08040 | |
42 | KFYI | NDUFC1 | у нормі фосфорильована | PF15088 |
43 | 42kD | NDUFA10 | PF01712 | |
44 | NDUFA4L2 | NDUFA4L2 | PF15880 | |
45 | NDUFV3 | NDUFV3 | - | |
46 | NDUFB6 | NDUFB6 | PF09782 | |
Допоміжні білки, що здійснюють збірку | ||||
47 | NDUFAF1 | CIA30 | фактор складання комплексу 1 | PF08547 |
48 | NDUFAF2 | NDUFAF2 | фактор складання комплексу 2 | PF05071 |
49 | NDUFAF3 | NDUFAF3 | фактор складання комплексу 3 | PF05071 |
50 | NDUFAF4 | NDUFAF4 | фактор складання комплексу 4 | PF06784 |
Деякі допоміжні субодиниці фосфорилюються різними кіназами, що ніколи не відбувається з субодиницями кор-ферменту. Побутують здогадки, що таким чином відбувається регуляція роботи комплексу. У вигляді однієї з субодиниць присутній у комплексі ацил-переносний білок (NDUFAB1) із фосфорильованої пантотенової кислоти як простетичної групи. Припускають, що він бере участь у синтезі ліпоєвої кислоти, репарації пошкоджених ліпідів мембрани або ж модифікує інші білки залишками міристинової кислоти. Варто зазначити, що функціонування цього білка не залежить від прямого фізичного контакту з комплексом I і значна його частина присутня у вільному вигляді серед мітохондріального матриксу.
Кофактори
Усі простетичні групи НАДН-дегідрогеназного комплексу (один флавінмононуклеотид і від 8 до 9 залізосіркових кластерів) містяться в периферичному водорозчинному домені. У ссавців, як і у всіх хребетних, їх є вісім. Сім кластерів утворюють електрон-транспортний ланцюг завдовжки ~96 Å від ФМН до місця зв'язування убіхінону. Відштовхуючись від сучасних даних, вважається, що перенесення електрона відбувається по такому шляху: НАДН → ФМН → N3 → N1b → N4 → N5 → N6a → N6b → N2 → Q. Спочатку відбувається передання двох електронів на флавін, а відтак вони один за одним передаються через ланцюжок кластерів до сайту зв'язування хінону та відновлюють його до стану Q−2. Кластер N1a міститься недалеко від флавінового кофактора та не певній відстані від магістрального ланцюга перенесення електронів. Цей кластер є висококонсервативним у різних видів; вважають, що він контролює швидкість транспорту електрона серед комплексу, перекидуючись електроном із ФМН. Існує модель, відповідно до якої один із електронів із флавіну йде магістральним шляхом на хінон, а інший запасається в кластері N1a, а відтак повертається в основний ланцюг через флавосеміхінон. Можливо, такий механізм дає можливість сповільнити утворення активних форм кисню на відновленому флавіні. Тим більше, це сприяє стабілізації (до мілісекунди) стану, за якого кластер N2 відновлений, але немає другого електрона, щоб завершити відновлення убіхінону. Такий стан може бути необіхідним для конформаційних змін, спряжених із транспортом протонів.
Частина кластерів із ланцюга (N3, N4 и N6a) мають високий окисно-відновний потенціал (редокс-потенціал) на рівні —0,25 В, у той час як три інших (N1b, N5 і N6b) мають нижчі потенціали. Унаслідок цього редокс-потенціал на шляху електрона міняється за типом американських гірок. Така крива зміни енергетичного стану є характерною для багатьох окисно-відновних ферментів: вона дає змогу оптимізувати швидкість транспорту електрона та домогтися ефективного перенесення енергії.
Кластер N5 має дуже низький потенціал, тому лімітує швидкість загального потоку електронів по всьому ланцюгу. Замість звичайних для залізосіркових центрів лігандів (чотирьох залишків цистеїну), він є скоординований трьома залишками цистеїну та одним залишком гістидину, а також оточений зарядженими полярними залишками, хоч і розташований у глибині ферменту.
Незвичайні ліганди має і термінальний кластер ланцюга — N2. Його редокс-потенціал є найвищим серед усіх кластерів (від —0,1 до —0,15 В). Він зв'язаний із чотирма послідовно розміщеними в поліпептидному ланцюгу залишками цистеїну, що створює напружену конформацію. Через це при його відновленні відбуваються конформаційні зміни сусідніх ланцюгів, можливо, пов'язані з транспортом протона.
Кластер N7 присутній лише в комплексі I деяких бактерій. Він є значно віддалений від решти кластерів і тому не може обмінюватись із ними електронами, тож скоріш за все є реліктом. У деяких бактеріальних комплексах, споріднених із комплексом I, між N7 і рештою кластерів виявили чотири консервативних залишки цистеїну, а в комплексі I бактерії Aquifex aeolicus виявили додатковий Fe4S4 кластер, що з'єднує N7 із рештою кластерів. Із цього випливає висновок, що в A. aeolicus комплекс I, окрім НАДН, може використовувати інші донори електронів, які б передавали останніх через N7.
Збірка мітохондріального комплексу I
У ссавців у процесі збірки 44 субодиниць НАДН-дегідрогеназного комплексу беруть участь 13 факторів збірки. Правильне функціонування та координація дії цих факторів прямим чином впливають на процес збірки комплексу, що своєю чергою впливає на правильне функціонування дихального ланцюга мітохондрій та сигнальні системи клітини.
Наразі побутує складна модулярна модель збірки комплексу. Відповідно до неї, окремі молекули збираються незалежно одна від іншої, а відтак відбувається міжмолекулярна асоціація з утворенням ферменту.
Мітохондріальний комплекс I утворює з дихальними комплексами III і IV суперкомплекси, так звані респірасоми. У мітохондріях ссавців і людини близько 90 % комплексу перебуває в складі респірасом. Також на мітохондріях із молодих кореневищ бамбука виявлено, що 90 % загальної кількості комплексу I зібрано в распірасоми, а в Різушки Таля — у суперкомплекс I—III2. Існує достатньо доказів того, що присутність респірасом є необхідною умовою для стабільності та функціонування комплексу I, який за відсутності комплексів III чи IV є нестабільним. Наприклад, на мутантних клітинах людини виявлено, що комплекс I є необхідним для формування комплексу III, і навпаки, втрата комплексу III призводить до втрати комплексу I. Окрім того, у низці досліджень на тваринних клітинах наводяться докази того, що для стабільності комплексу I є необхідні комплекси IV і димер комплексу III.
У 2012 р. на культурі клітин людини виявили, що комплекси III і IV є необхідні для збірки повноцінонного комплексу I, при цьому сам неповністю зібраний комплекс слугує основою для утворення респірасом. Наявність у респірасомі комплексів III і IV є обов'язковою умовою для приєднання до комплексу I каталітичних субодиниць НАДН-дегідрогеназного модуля, які повністю активують комплекс і всю респірасому.
Реакція
НАДН-дегідрогеназний комплекс окиснює НАДН, що утворився в матриксі протягом циклу Кребса. Електрони з НАДН використовуються для відновлення мембранного переносника, убіхінону Q, який транспортує їх до наступного комплексу електрон-транспортного ланцюга мітохондрій, комплексу III або цитохром-bc1-комплексу.
НАДН-дегідрогеназний комплекс працює як протонна помпа: на кожен окиснений НАДН і відновлений Q через мембрану в міжмембранний простір перекачуються чотири протони:
- НАДН + H+ + Q + 4H+in → НАД+ + QH2 + 4H+out
Утворений під час реакції електрохімічний потенціал використовується для синтезу АТФ. Цікаво, що реакція, що каталізується комплексом, буває оберненою, цей процес називається аеробне сукцинат-індуковане відновлення НАД+. В умовах високого потенціалу на мембрані та надлишку відновлених убіхінолів комплекс може відновлювати НАД+ із використанням їх електронів і пропускати протони назад у матрикс. Цей феномен зазвичай спостерігають при великих кількостях сукцинату і малих оксалоацетату та малату. Відновлення убіхінону здійснюється ферментами сукцинатдегідрогеназою, гліцерол-3-фосфатдегідрогеназою або мітохондріальною дегідрооротатдегідрогеназою. В умовах високого протонного градієнту спорідненість комплексу до убіхінолу підвищується, а редокс-потенціал убіхінолу падає через підвищення його концентрації, що й робить можливим зворотний транспорт електронів за електричним потенціалом внутрішньої мембрани мітохондрії до НАД. Цей феномен вдалось спостерігати в лабораторних умовах, але залишається невідомим, чи проявляється він у живій клітині.
Механізм транспорту протонів
На початкових етапах дослідження комплексу I жваво обговорювали модель, що ґрунтується на припущені, що в комплексі оперує система, схожа з Q-циклом. Однак пізніші дослідження не виявили в комплексі I яких-небудь внутрішньо зв'язаних хінонів і повністю спростували цю гіпотезу. НАДН-дегідрогеназний комплекс, імовірно, має унікальний механізм транспорту протонів шляхом конформаційних змін самого ферменту. Субодиниці ND2, ND4 та ND5 називають антипорт-подібними, оскільки вони є гомологічними один для одного і для бактеріальних Mrp Na+/H+ антипортів. Ці три субодиниці утворюють три основних протонних канали, що складаються з консервативних залишків заряджених амінокислот (в основному лізину та глутамату). Четвертий протонний канал утворений частиною субодиниці Nqo8 і малими субодиницями ND6, ND4L і ND3. Канал схожий за будовою з гомологічними каналами антипорт-схожих субодиниць, але містить незвичайно велику кількість густо упакованих залишків глутамату з боку матриксу, за що й отримав назву E-канал (латинське E використовують за звичайне позначення глутамату). Від C-кінця субодиниці ND5 відходить продовження, що складається з двох трансмембранних α-спіралей, об'єднаних незвичайно довгою (110 Å) α-спіраллю (HL), яка, проходячи з боку комплексу, зануреного в матрикс, фізично сполучає всі антипорт-схожі субодиниці, і можливо, бере участь у спряженні транспорту електронів із конформаційною перебудовою. Ще один елемент спряження, βH, утворений серією β-шпильок, що перекриваються, та α-спіралей, він міститься на протилежному, периплазматичному, боці комплексу.
До сьогодні остаточно невідомо, як саме транспорт електронів спряжений із перенесенням протонів. Припускають, що потужний негативний заряд кластера N2 може розштовхувати навколишні поліпептиди, викликаючи цим конформаційні зміни, які певним чином поширюються на антипорт-схожі субодиниці, що розміщені досить далеко одна від одної. Відповідно до іншої гіпотези, унаслідок зміни конформації, в незвичайно довгому сайті зв'язування убіхінону утворюється стабілізований убіхінол Q−2 з вкрай низьким редокс-потенціалом і негативним зарядом. Невідомими залишаються і багато деталей щодо кінетики конформаційних змін і спряженого з ними транспорту протонів.
Активна та неактивна форми
Еукаріотичний НАДН-дегідрогеназний комплекс існує в двох чітко розрізнюваних формах: одна є повноцінно функціональною, так звана неактивна або D-форма. Якщо фермент перебуває при підвищених, але все ще температурах (> 30 °C) за відсутності субстрату, ензим переходить у D-форму. Вона є каталітично неактивною, але може активуватись субстратом (НАДН та убіхіноном, на який можна скидати електрони). Після одного чи декількох ферментативних циклів комплекс стає активним, а швидкість реакції підвищується. Такий перехід виявили лише в хребетних і грибів, на відміну від безхребетних і бактерій. Рослинні комплекси ще не вивчали. За присутності двовалентних катіонів (Mg2+, Ca2+) чи в лужному pH активація відбувається значно триваліше, а вільна пальмітинова кислота значно збільшує частоту переходу з активної форми в деактивовану.
Комплекс I з бика та гриба Yarrowia lipolytica |
Висока енергія активації (270 кДж/моль) переходу з A- в D-форму вказує на те, що в комплексі відбувається значна конформаційна перебудова. До сьогодні єдиною виявленою різницею між двома формами залишається кількість залишків цистеїну на поверхні ферменту. Відповідно до останніх даних, у цьому процесі беруть участь субодиниці, що містяться поруч із хінон-зв'язувальним сайтом: 39 кДа, ND3 та ND1. Обробка D-форм комплексу I спеціальними реагентами (N-етилмалеїмідом або реактивом Еллмана) незворотньо блокує ці важливі залишки цистеїну, роблячи цим самим неможливою повторну активацію ферменту. Цікаво, що A-форма комплексу I є не чутливою до тіолів, що вказує на те, що залишки цистеїну заховані глибоко в білку. Своєю чергою, деактивована форма є чутливою до інгібування нітрозотріолами та пероксинітритом.
Конформаційні зміни комплексу I мають велике фізіологічне значення. Після гіпоксії відновлення рівня кисню може призвести до спалаху окиснення НАД(Ф)Н і генерації активних форм кисню (АФК), які можуть пошкодити мітохондрії та викликати некроз тканин. Перехід із активної в неактивну форму комплексу відбувається за патологічних станів, коли кількість обертів ферменту є зниженою за нормальної, фізіологічної температури тіла, наприклад, при гіпоксії, ішемії чи підвищенні кількості оксиду азоту (NO) в тканинах (так звана метаболічна гіпоксія). Таким чином комплекс I запобігає окисненню решти дихальних комплексів, коли відбувається відновлення рівня кисню. Окрім цього, неактивна форма є нездатною до зворотного транспорту електронів, що знижує утворення АФК.
Еволюційне походження
НАДН-дегідрогеназний комплекс відносять до родини мембранних оксидоредуктаз із класу NiFe-гідрогеназ, які в анаеробних бактерій та архей спрягають реакцію окиснення субстрату та відновлення водню з транспортом протонів. Відштовхуючись від даних про гомологію білків, можна зробити висновок, що комплекс виник унаслідок сполучення двох комплексів, що вже існували, з різних неспоріднених білкових родин. НАДН-дегідрогеназний та убіхінон-зв'язувальний модулі виникли з розчинної NiFe-гідрогенази, яка окиснювала НАДН і відновлювала водень, а гідрофобна мембранна «підошва» комплексу, що перекачує протони, виникла з Na+/H+-антипортів Mrp.
Зливання розчинної гідрогенази та білків-антипортів призвело до виникнення великої кількості мембранних гідрогеназ і дегідрогеназ, які могли відтак еволюціонувати в комплекс I. Тривимірна структура цих ферментів, імовірно, є схожою з такою в комплексі I. До дегідрогеназ можна віднести архейний комплекс Fpo з 11 субодиниць, що окиснює кофактор F420, що є зв'язаним із воднем, і відновлює метанофеназин (аналог убіхінону), перекачуючи через мембрану один протон на два електрони. У цього ферменту немає НАДН-дегідрогеназного модуля. До групи гідрогеназ відносять форміатгідрогенліази з кишкової палички (лат. Escherichia coli): форміатгідрогенліазу-1 із семи субодиниць і форміатгідрогенліазу-2 з десяти. Обидва ферменти окиснюють форміат, відновлюючи водень із перенесенням декількох протонів через мембрану.
Найпростішим із білків-родичів комплексу I є гідрогеназа Ech (англ. E. coli hydrogenase-3-type hydrogenase) археї Methanosarcina barkeri. Вона складається всього з шести субодиниць і перекачує один протон унаслідок окиснення фередоксину з відновленням молекули водню. Ech містить мінімальний набір субодиниць (гомологічних комплексу I), що є необхідним для спряження реакції окиснення з транспортом протонів.
Окрім цього, комплекс I виявили в хлоропластах у вигляді НАДФН-дегідрогеназного комплексу хлоропластів. Його будова та функція залишаються невідомими.
Утворення активних форм кисню
Комплекс I у процесі своєї роботи утворює активні форми кисню (АФК). Зазвичай це супероксид (а також пероксид гідрогену), і утворюється він щонайменш двома шляхами. У ході прямого транспорту електронів, у процесі дихання, утворюється дуже мала кількість супероксиду (імовірно, менше 0.1 % усього потоку електронів переносяться на кисень).
Під час зворотного транспорту електронів, який відбувається в умовах аеробного сукцинат-індукованого відновлення НАД+, комплекс I, можливо, стає найактивнішим місцем утворення супероксиду: до 5 % електронів ідуть на відновлення кисню.
Супероксид утворюється в НАДН-дегідрогеназному комплексі внаслідок перенесення одного електрону з ФМНН2 на O2. Утворений радикал флавіну є нестабільним і переносить електрон, що залишився, на залізосіркові кластери. Рівень утворення супероксиду визначається відношенням НАДН/НАД+; в умовах, коли відновлено невелику кількість НАД, НАД+ успішно конкурує за електрони з киснем.
Інгібітори
Найкраще вивченим інгібітором комплексу I є ротенон, що широко використовується як органічний пестицид. Ротенон і ротеноїди — це ізофлавоноїди, які є присутні в коренях деяких родів тропічних рослин, таких як Антонія (Loganiaceae), Derris і Lonchocarpus (Fabaceae). Ротенон давно використовується як інсектицид і рибна отрута, оскільки мітохондрії комах і риб є до нього особливо чутливими. Відомо, що корінні жителі Французької Гвіани та інші індіанці Південної Америки використовували ротенонвмісні рослини для риболовлі вже у XVII столітті. Ротенон взаємодіє із сайтом зв'язування убіхінону та конкурує з основним субстратом. Доведено, що тривале системне пригнічування комплексу I ротеноном здатне індукувати селективне відмирання дофамінергічних нейронів (тих, що секретують нейротрансмітер дофамін). Подібно діє і пієрицидин А, ще один потужний інгібітор комплексу I, структурно подібний до убіхінону. До цієї ж групи відносять і [en] — похідну [en].
Незважаючи на понад 50-річне вивчення комплексу I, так і не вдалось виявити інгібітори, які блокували б перенесення електронів у межах комплексу. Гідрофобні інгібітори, такі як ротенон чи пієрицидин, просто переривають перенесення електрона з термінального кластера N2 на убіхінон.
Ще одна речовина, що блокує комплекс I — це аденозиндифосфатрибоза, конкурентний інгібітор у реакції окиснення НАДН. Вона зв'язується з ферментом у сайті зв'язування нуклеотиду (ФАД).
До найпотужніших інгібіторів комплексу I відносять родину ацетогенінів. Виявлено, що ці речовини утворюють хімічні зшивання із субодиницею ND2, що опосередковано вказує на роль ND2 у зв'язуванні убіхінону. Цікаво, що ацетогенін роллініастатин-2 став першим із виявлених інгібіторів комплексу I, які зв'язуються у відмінному від ротенону місці.
Помірним інгібіторним ефектом володіє протидіабетний препарат метформін; очевидно, дана властивість препарату закладена в основі механізму його дії.
Патології
Мутації в генах субодиниць комплексу I можуть викликати мітохондріальні захворювання, наприклад, синдром Лея. Точкові мутації мітохондріальних субодиниць цього комплексу також можуть спричинити спадкову зорову нейропатію Лебера. Існують докази, що дефекти в структурі комплексу I можуть відігравати роль в етіології хвороби Паркінсона, можливо, через утворення активних форм кисню. Так, було виявлено, що в культур клітин хворих хворобою Паркінсона посилений відтік протонів у комплексі I, що знижує максимальну дихальну ємність легень. У рослин мутації генів, що кодують поліпептидні ланцюги комплексу I, описані в тютюну (Nicotiana silvestris) та кукурудзи (Zea mays): мутації супроводжувались патологією пилку та призводили до цитоплазматичної стерильності в чоловіків.
Дослідження 2010 р. виявили незвичайну роль комплексу I у роботі мозку. Активність цього ферменту значно знижена в пацієнтів із біполярним розладом, але залишається нормальною в пацієнтів із депресією чи шизофренією. У пацієнтів із біполярним розладом у префронтальній корі спостерігалось посилене окиснення та нітрування білків. Ці результати роблять комплекс I мішенню для майбутніх терапевтичних досліджень біполярного розладу.
Дія пестицидів, що блокують комплекс I, може призвести до довготривалих наслідків. Наприклад, тривала дія низьких концентрацій органофосфату та пестициду дихлофосу викликає дисфункцію печінки. Дихлофос змінює активність комплексів I і II, що призводить до сповільнення транспорту електронів і зниження синтезу АТФ.
Роль комплексу I у процесах старіння
Дані чисельних досліджень свідчать про те, що мітохондрії, і зокрема комплекси I і II, відіграють ключову роль у процесах, що впливають на старіння та на тривалість життя. Вважається, що сповільнення при старінні синтезу та відновлення білків призводить до збою в стехіометрії дихальних субодиниць. Це, своєю чергою, викликає порушення ефективності функціонування комплексу I і посилення мітохондріального окисного стресу, що найяскравіше виражено в м'язовій тканині.
Вставлення у додаток до комплексу I у геном дрозофіли альтернативної НАДН-дегідрогенази Ndi1 дріжджів, що складається всього з однієї субодиниці, призводило до відновлення нормального рівня окиснення внутрішньомітохондріального НАДН і значного збільшення тривалості життя цієї мухи незалежно від обмеження калорійності її дієти.
Див. також
- [ru]
- [en]
- [ru]
- [en]
- Оксидоредуктази
- Кофактор (біохімія)
Примітки
- Губський, 2000, с. 127.
- Гонський, 2002, с. 266.
- Rouslan G. Efremov, Rozbeh Baradaran & Leonid A. Sazanov (27 May 2010). The architecture of respiratory complex I. nature. 465: 441—445. doi:10.1038/nature09066. PMID 20505720.
- Ермаков, 2005, с. 237.
- Carroll J, Fearnley IM, Skehel JM, Shannon RJ, Hirst J, Walker JE (October 2006). Bovine complex I is a complex of 45 different subunits. J. Biol. Chem. 281 (43): 32724—7. doi:10.1074/jbc.M607135200. PMID 16950771.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом () - Leonid A. Sazanov (2015 Jun). A giant molecular proton pump: structure and mechanism of respiratory complex I. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 16 (6): 375—388. doi:10.1038/nrm3997. PMID 25991374.(англ.)
- Judy Hirst (June 2013). Mitochondrial Complex I. Annual Review of Biochemistry. 82: 551—575. doi:10.1146/annurev-biochem-070511-103700.
- Cardol P, Lapaille M, Minet P, Franck F, Matagne RF, Remacle C. (2006 Sep). ND3 and ND4L subunits of mitochondrial complex I, both nucleus encoded in Chlamydomonas reinhardtii, are required for activity and assembly of the enzym. Eukaryot Cell. 5 (9): 1460—7. PMID 16963630.
- Voet, Judith G.; Voet, Donald (2004). Biochemistry (вид. 3rd). New York: J. Wiley & Sons. с. 813—826. ISBN .
- Balsa E, Marco R, Perales-Clemente E, Szklarczyk R, Calvo E, Landázuri MO, Enríquez JA (September 2012). NDUFA4 is a subunit of complex IV of the mammalian electron transport chain. Cell Metab. 16 (3): 378—86. doi:10.1016/j.cmet.2012.07.015. PMID 22902835.
- Allan G Rasmussonb, Volker Heiserc, Eduardo Zabaletaa, Axel Brennickea, Lutz Grohmannd (May 1998). Physiological, biochemical and molecular aspects of mitochondrial complex I in plants. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1364 (2): 101—111. doi:10.1016/S0005-2728(98)00021-8.
- Peters K., Belt K., Braun H.-P. (2013). . Front. Plant Sci. Plant Proteomics. 5 (153). doi:10.3389/fpls.2013.00153. PMID 23761796. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 7 червня 2016.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом () - Meyer E.H. (2012 May 24). Proteomic investigations of complex I composition: how to define a subunit?. Front. Plant Sci. Plant Proteomics. 3 (106). doi:10.3389/fpls.2012.00106. PMID 22654890.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом () - Cardol P (2011). Mitochondrial NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) in eukaryotes: a highly conserved subunit composition highlighted by mining of protein databases. Biochim Biophys Acta. 1807 (11): 1390—7. doi:10.1016/j.bbabio.2011.06.015. PMID 21749854.
- Marion Babot, Amanda Birch, Paola Labarbuta, Alexander Galkin (July 2014). . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1837 (7): 1083—1092. doi:10.1016/j.bbabio.2014.02.018. PMID 24569053. Архів оригіналу за 4 травня 2021. Процитовано 7 червня 2016.
- Katarzyna Kmita, Volker Zickermann (Oct 01, 2013,). . Biochemical Society Transactions. 41 (5): 1272—1279. doi:10.1042/BST20130091. Архів оригіналу за 21 квітня 2016. Процитовано 7 червня 2016.
- Ogilvie I, Kennaway NG, Shoubridge EA (2005). A molecular chaperone for complex I assembly is mutated in a progressive encephalopathy. J Clin Invest. 115 (10): 2784—92. doi:10.1172/JCI26020. PMC 1236688. PMID 16200211.
- Dunning CJ, McKenzie M, Sugiana C, Lazarou M, Silke J, Connelly A та ін. (2007). Human CIA30 is involved in the early assembly of complex I and mutations in its gene cause disease. EMBO J. 26 (13): 3227—37. doi:10.1038/sj.emboj.7601748. PMC 1914096. PMID 17557076.
{{}}
: Явне використання «та ін.» у:|author=
() - Saada A, Vogel RO, Hoefs SJ, van den Brand MA, Wessels HJ, Willems PH та ін. (2009). Mutations in NDUFAF3 (C3ORF60), encoding an NDUFAF4 (C6ORF66)-interacting complex I assembly protein, cause fatal neonatal disease. Am J Hum Genet. 84 (6): 718—27. doi:10.1016/j.ajhg.2009.04.020. PMC 2694978. PMID 19463981.
{{}}
: Явне використання «та ін.» у:|author=
() - Rouslan G. Efremov, Leonid A. Sazanov (October 2012). The coupling mechanism of respiratory complex I — A structural and evolutionary perspective. Biochimica et Biophysica Acta. 1817 (10): 1785—1795. doi:10.1016/j.bbabio.2012.02.015. PMID 22386882.
- Sánchez-Caballero, Laura; Guerrero-Castillo, Sergio; Nijtmans, Leo (1 липня 2016). . Biochimica Et Biophysica Acta. Т. 1857, № 7. с. 980—990. doi:10.1016/j.bbabio.2016.03.031. ISSN 0006-3002. PMID 27040506. Архів оригіналу за 22 вересня 2016. Процитовано 9 червня 2016.
- Eubel H., Jänsch L., Braun H.P. (2003). . Plant Physiol. 133: 274—286. doi:10.1104/pp.103.024620. PMID 12970493. Архів оригіналу за 22 вересня 2017. Процитовано 7 червня 2016.
{{}}
: Перевірте значення|doi=
() - David Moreno-Lastres, Flavia Fontanesi, Inés García-Consuegra, Miguel A. Martín, Joaquín Arenas, Antoni Barrientos, and Cristina Ugalde1 (Mar 7). Mitochondrial Complex I plays an Essential Role in Human Respirasome Assembly. Cell Metab. 15 (3): 324—335. doi:10.1016/j.cmet.2012.01.015.
- Berg, J, Tymoczko, J, and L Stryer (2006). Biochemistry (вид. 6th). New York: WH Freeman & Company. с. 509—513.
- Brandt, U (2006). Energy converting NADH:quinone oxidoreductase (complex I). Annual Review of Biochemistry. 75: 69—92. doi:10.1146/annurev.biochem.75.103004.142539. PMID 16756485.
- Grivennikova VG, Kotlyar AB, Karliner JS, Cecchini G, Vinogradov AD. (August 2007). Redox-dependent change of nucleotide affinity to the active site of the mammalian complex I. Biochemistry. 46 (38): 10971—8. doi:10.1021/bi7009822. PMC 2258335. PMID 17760425.
- Ермаков, 2005, с. 238.
- Rozbeh Baradaran, John M. Berrisford, Gurdeep S. Minhas & Leonid A. Sazanov (28 лютого 2013). Crystal structure of the entire respiratory complex I. Nature. 494: 443—448. doi:10.1038/nature11871.
- Marion Babot, Amanda Birch, Paola Labarbuta, Alexander Galkin (July 2014). . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1837 (7): 1083—1092. doi:10.1016/j.bbabio.2014.02.018. Архів оригіналу за 4 травня 2021. Процитовано 7 червня 2016.
- Galkin A, Moncada S (December 2007). S-nitrosation of mitochondrial complex I depends on its structural conformation. J. Biol. Chem. 282 (52): 37448—53. doi:10.1074/jbc.M707543200. PMID 17956863.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом () - Moncada S, Erusalimsky JD (March 2002). Does nitric oxide modulate mitochondrial energy generation and apoptosis?. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 3 (3): 214—20. doi:10.1038/nrm762. PMID 11994742.
- Lianwei Peng, Hiroshi Yamamoto, Toshiharu Shikanai (August 2011). Structure and biogenesis of the chloroplast NAD(P)H dehydrogenase complex. Biochimica et Biophysica Acta. 1807 (8): 945—953. doi:10.1016/j.bbabio.2010.10.015.
- Murphy MP (January 2009). How mitochondria produce reactive oxygen species. Biochem. J. 417 (1): 1—13. doi:10.1042/BJ20081386. PMC 2605959. PMID 19061483.
- Hansford RG, Hogue BA, Mildaziene V (February 1997). Dependence of H2O2 formation by rat heart mitochondria on substrate availability and donor age. J. Bioenerg. Biomembr. 29 (1): 89—95. doi:10.1023/A:1022420007908. PMID 9067806.
- Muller FL, Liu Y, Abdul-Ghani MA, Lustgarten MS, Bhattacharya A, Jang YC, Van Remmen H (January 2008). High rates of superoxide production in skeletal-muscle mitochondria respiring on both complex I- and complex II-linked substrates. Biochem. J. 409 (2): 491—9. doi:10.1042/BJ20071162. PMID 17916065.
- Kussmaul L, Hirst J. (May 2006). The mechanism of superoxide production by NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) from bovine heart mitochondria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (20): 7607—12. doi:10.1073/pnas.0510977103. PMC 1472492. PMID 16682634.
- Esterházy D, King MS, Yakovlev G, Hirst J. (March 2008). Production of reactive oxygen species by complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) from Escherichia coli and comparison to the enzyme from mitochondria. Biochemistry. 25 (12): 3964—71. doi:10.1021/bi702243b. PMID 18307315.
- Moretti C, Grenand P (September 1988). [The "nivrées", or ichthyotoxic plants of French Guyana]. J Ethnopharmacol (French) . 6 (2): 139—60. doi:10.1016/0378-8741(82)90002-2. PMID 7132401.
- Watabe M, Nakaki T. (July 2008). Mitochondrial complex I inhibitor rotenone inhibits and redistributes vesicular monoamine transporter 2 via nitration in human dopaminergic SH-SY5Y cells. Molecular Pharmocology. 74 (4): 933—40. doi:10.1124/mol.108.048546. PMID 18599602.
- Zharova TV, Vinogradov AD. (July 1997). A competitive inhibition of the mitochondrial NADH-ubiquinone oxidoreductase (complex I) by ADP-ribose. Biochimica et Biophysica Acta. 1320 (3): 256—64. doi:10.1016/S0005-2728(97)00029-7. PMID 9230920.
- Nakamaru-Ogiso E, Han H, Matsuno-Yagi A, Keinan E, Sinha SC, Yagi T, Ohnishi T. (January 2010). The ND2 subunit is labeled by a photoaffinity analogue of asimicin, a potent complex I inhibitor. FEBS Letters. 584 (5): 883—8. doi:10.1016/j.febslet.2010.01.004. PMC 2836797. PMID 20074573.
- Degli Esposti M, Ghelli A, Ratta M, Cortes D, Estornell E. (July 1994). Natural substances (acetogenins) from the family Annonaceae are powerful inhibitors of mitochondrial NADH dehydrogenase (complex I). The Biochemical Journal. 301: 161—7. PMC 1137156. PMID 8037664.
- Viollet B, Guigas B, Sanz Garcia N, Leclerc J, Foretz M, Andreelli F. (March 2012). . Clinical Science (London). 122 (6): 253—70. doi:10.1042/CS20110386. PMID 22117616. Архів оригіналу за 10 квітня 2016. Процитовано 7 червня 2016.
- Chou AP, Li S, Fitzmaurice AG, Bronstein JM. (April 2010). Mechanisms of rotenone-induced proteasome inhibition. Neurotoxicology. 113 (4): 674—82. doi:10.1016/j.neuro.2010.04.006. PMC 2885979. PMID 20417232.
- Esteves AR, Lu J, Rodova M, Onyango I, Lezi E, Dubinsky R, Lyons KE, Pahwa R, Burns JM, Cardoso SM, Swerdlow RH. (February 2010). Mitochondrial respiration and respiration-associated proteins in cell lines created through Parkinson's subject mitochondrial transfer. Journal of Neurochemistry. 113 (3): 674—82. doi:10.1111/j.1471-4159.2010.06631.x. PMID 20132468.
- Andreazza AC, Shao L, Wang JF, Young LT. (April 2010). Mitochondrial complex I activity and oxidative damage to mitochondrial proteins in the prefrontal cortex of patients with bipolar disorder. Archives of General Psychiatry. 67 (4): 360—8. doi:10.1001/archgenpsychiatry.2010.22. PMID 20368511.
- Moran M, Rivera H, Sánchez-Aragó M, Blázquez A, Merinero B, Ugalde C, Arenas J, Cuezva JM, Martín MA. (May 2010). Mitochondrial bioenergetics and dynamics interplay in complex I-deficient fibroblasts. Biochimica et Biophysica Acta. 1802 (5): 443—53. doi:10.1016/j.bbadis.2010.02.001. PMID 20153825.
- Binukumar BK, Bal A, Kandimalla R, Sunkaria A, Gill KD. (April 2010). Mitochondrial energy metabolism impairment and liver dysfunction following chronic exposure to dichlorvos. Toxicology. 270 (2–3): 77—84. doi:10.1016/j.tox.2010.01.017. PMID 20132858.
- Stefanatos, R., & Sanz, A. (2011). Mitochondrial complex I: a central regulator of the aging process. Cell Cycle, 10(10), 1528—1532
- Scialo, F., Mallikarjun, V., Stefanatos, R., & Sanz, A. (2013). Regulation of lifespan by the mitochondrial electron transport chain: reactive oxygen species-dependent and reactive oxygen species-independent mechanisms. Antioxidants & redox signaling, 19(16), 1953—1969. DOI:10.1089/ars.2012.4900
- López-Lluch, G., Santos-Ocaña, C., Sánchez-Alcázar, J. A., Fernández-Ayala, D. J. M., Asencio-Salcedo, C., Rodríguez-Aguilera, J. C., & Navas, P. (2015). Mitochondrial responsibility in ageing process: innocent, suspect or guilty. Biogerontology, 16(5), 599—620. DOI:10.1007/s10522-015-9585-9
- Bowman, A., & Birch-Machin, M. A. (2016). The age-dependent decrease of mitochondrial complex II activity in human skin fibroblasts [ 13 вересня 2017 у Wayback Machine.]. Journal of Investigative Dermatology. doi:10.1016/j.jid.2016.01.017
- Kruse, S. E., Karunadharma, P. P., Basisty, N., Johnson, R., Beyer, R. P., MacCoss, M. J., Rabinovitch, P. S. and Marcinek, D. J. (2016), Age modifies respiratory complex I and protein homeostasis in a muscle type-specific manner. Aging Cell, . Aging cell, 15(1), 89-99. DOI:10.1111/acel.12412
- Sanz, A., Soikkeli, M., Portero-Otín, M., Wilson, A., Kemppainen, E., McIlroy, G., … & Kiviranta, E. (2010). Expression of the yeast NADH dehydrogenase Ndi1 in Drosophila confers increased lifespan independently of dietary restriction [ 24 червня 2016 у Wayback Machine.]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(20), 9105-9110. DOI:10.1073/pnas.0911539107 Повний текст на PMC: 2889079
Література
Українською
- Губський Ю. Біологічна хімія. — Київ-Тернопіль : Укрмедкнига, 2000. — 508 с. — .
- Гонський Я., Максимчук Т., Калинський М. Біохімія людини. — Тернопіль : Укрмедкнига, 2002. — 744 с. — .
Англійською
- Judy Hirst. Mitochondrial Complex I. Annual Review of Biochemistry. — 2013. — Vol. 82. — P. 551–575. — DOI:
- Leonid A. Sazanov. A giant molecular proton pump: structure and mechanism of respiratory complex I. Nature Reviews Molecular Cell Biology. — 2015. — Vol. 16. — P. 375–388. — DOI: — PMID:
- Carroll J, Fearnley IM, Skehel JM, Shannon RJ, Hirst J, Walker JE. Bovine complex I is a complex of 45 different subunits. — 2006. — Vol. 281. — DOI: — PMID:
- Voet, Judith G.; Voet, Donald. Biochemistry. — New York : J. Wiley & Sons, 2004. — P. 813–826. — .
- Marion Babot, Amanda Birch, Paola Labarbuta, Alexander Galkin. Characterisation of the active/de-active transition of mitochondrial complex I. — Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, 2014. — Vol. 7. — P. 1083–1092. — DOI:
- Katarzyna Kmita, Volker Zickermann. Accessory subunits of mitochondrial complex I. — Biochemical Society Transactions, 2013. — Vol. 5. — P. 1272–1279. — DOI:
Російською
- Физиология растений / Під ред. И. П. Ермакова. — Москва : Академия, 2005. — 634 с.
Посилання
- MRC MBU Sazanov group
- at The Scripps Research Institute
- MeSH Electron+Transport+Complex+I
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
NADN degidrogenaznij kompleks vidomij takozh yak kompleks I chi NADN ubihinon oksidoreduktaza pershij bagatobilkovij kompleks dihalnogo lancyuga mitohondrij Bagato kopij kompleksu mistyatsya v membranah prokariotichnih organizmiv zdatnih do kisnevogo dihannya ta vnutrishnih membranah mitohondrij eukariotichnih klitin Koli jdetsya pro kompleks yak pro biohimichnu strukturu lyudini kompleks I chasto nazivayut NADN degidrogenazoyu NADN ubihinon oksidoreduktazaSirim kolorom pokazana vnutrishnya membrana mitohondriyi Zgori mitohondrialnij matriks znizu mizhmembrannij prostir IdentifikatoriKod KF1 6 5 3Bazi fermentivIntEnzIntEnz viewBRENDABRENDA entryExPASyNiceZyme viewMetaCycmetabolic pathwayKEGGKEGG entryPRIAMprofilePDB structuresRCSB PDB PDBe PDBj PDBsumGene OntologyAmiGO EGOPoshukPMCstattiPubMedstattiNCBINCBI proteins Cej kompleks vidigraye centralnu rol u procesah klitinnogo dihannya ta okisnogo fosforilyuvannya adzhe majzhe 40 protonnogo gradiyentu dlya sintezu ATF utvoryuyetsya same cim kompleksom Kompleks I okisnyuye NADN i vidnovlyuye odnu molekulu ubihinonu yaka vivilnyuyetsya v membranu Na kozhnu okisnenu molekulu NADN kompleks perenosit cherez membranu chotiri protoni Kompleks I vidilili z nizki ob yektiv mitohondrij sercya bika cukrovogo buryaka Beta vulgaris kartopli Solanum tuberosum bobiv Vicia faba rizushki Talya Arabidopsis thaliana ta risu Oryza sativa a takozh iz mitohondrij griba nejrospori Neurospora crassa ta membran kishkovoyi palichki Escherichia coli Strukturna organizaciyaPoverhnya kompleksu I demonstraciya formi starogo cherevika U prokariotiv kompleks I skladayetsya z 14 osnovnih subodinic sho utvoryuyut yadro kompleksu bez yakogo vin ne v zmozi funkcionuvati Sim subodinic ye nadzvichajno gidrofobnimi ta lokalizuyutsya v membrani a sim vidnosno gidrofilnih perebuvayut poza membranoyu V eukariotiv unaslidok evolyuciyi kompleks pokrivsya shuboyu z blizko 30 dopomizhnih subodinic yih kilkist mozhe zminyuvatis zalezhno vid ob yektu Tak u ssavciv cej ferment skladayetsya z 44 subodinic a v griba Yarrowia lipolytica z 48 Unaslidok ciyeyi nadbudovi molekulyarna masa kompleksu I zbilshilas majzhe udvichi z 550 kDa v bakterij do 1 MDa v mitohondriyah Elektronna mikroskopiya dovela sho kompleks I yak iz bakterij tak i z mitohondrij maye harakternu L podibnu formu Cherez cyu formu a takozh cherez nibi pom yatu molekulyarnu poverhnyu kompleks I oderzhav vid vchenih nazvu starij cherevik Gidrofobna pidoshva predstavlena bilkami vmontovanimi v membranu a gidrofilna chastina kistochka obernena do matriksu Chotiri subodinici ubihinon zv yazuvalnogo modulya razom iz subodinicyami membrannoyi chastini fermentu utvoryuyut sajt zv yazuvannya ubihinonu de vin vzayemodiye iz zalizosirkovim klasterom N2 prijmaye dva elektroni ta vidnovlyuyetsya do ubihinolu Klaster N2 ostannij u ryadi klasteriv po yakih elektroni vid NADN perehodyat do ubihinonu pripidnesenij nad membranoyu na 15 A Sama porozhnina v yakij zv yazuyetsya ubihinon ye zavdovzhki 30 A i mozhe vmistiti vsyu molekulu razom iz dovgim gidrofobnim hvostom iz semi izoprenovih odinic Porozhnina maye vuzkij vhid tozh dovgij gidrofobnij lancyug povinen nabuti pevnoyi konformaciyi yaka zberezhetsya protyagom usiyeyi fermentativnoyi reakciyi Nayavnist takogo dovgogo ta vuzkogo sajtu zv yazuvannya ye harakternoyu risoyu kompleksu I Useredini porozhnini ubihinon vzayemodiye z konservativnimi zalishkami tirozinu ta gistidinu U gribiv tvarin i sudinnih roslin prinajmni 7 iz 44 subodinic yaki utvoryuyut membrannij domen koduyutsya mitohondrialnim genomom U ssavciv cih subodinic ye rivno sim U roslin DNK mitohondrij koduye dev yat subodinic okrim semi subodinic yaki vhodyat do skladu gidrofobnoyi chastini kompleksu v nij zakodovani dvi subodinici gomologichni subodinicyam 49 kDa ta 30 kDa u ssavciv a reshta komponentiv perebuvayut pid kontrolem yadernih geniv Odnak ci dani otrimanni pri doslidzhenni plastomiv kartopli ta rizushki Talya mozhut viyavitis nedostovirnimi dlya inshih vidiv roslin a kilkist zakodovanih u mitohondriyah subodinic mozhe zminyuvatis vid vidu do vidu Tak u pechinochnika Marchantia polymorpha subodinicya NAD7 gomologichna polipeptidu 49 kDa koduyetsya yadernim genomom i transportuyetsya v mitohondriyi a vidpovidnij gen mitohondrialnoyi DNK peretvorivsya v psevdogen i ye nefunkcionalnim Doslidzhennya viyavili sho za svoyimi vlastivostyami kompleks I suttyevo ne vidriznyayetsya v ob yektiv tvarinnogo ta roslinnogo pohodzhennya Odnak u roslin nayavni deyaki specifichni subodinici yaki v deyakih vipadkah nadayut kompleksu funkcionalnih osoblivostej Analiz kompleksu I v Arabidopsis pokazuye sho ponad 30 subodinic ye specifichnimi dlya roslin Napriklad chastinoyu membrannogo modulya roslinnogo kompleksu I ye tak zvanij g karboangidraznij strukturnij modul i L galaktono 1 4 laktondegidrogenaza yaka vodnochas yavlyaye soboyu ostannij ferment mitohondrialnogo shlyahu biosintezu askorbinovoyi kisloti Tablicya osnovnih korovih subodinic Osnovni subodinici Korova Lyudina Kishkova palichka Rizushka Talya Opis Kofaktori Periferichna ruka Degidrogenaznij modul 75 kDa NDUFS1 NuoG 75 kDa transport elektroniv Fe2S2 N1b 2 x Fe4S4 N4 i N5 N7 51 kDa NDUFV1 NuoF 51 kDa zv yazuvannya NADN transport elektroniv flavin Fe4S4 N3 24 kDa NDUFV2 NuoE 24 kDa Nese dopomizhnij klaster N1a Fe2S2 N1a Ubihinon zv yazuvalnij modul 49 kDa NDUFS2 NuoD NuoCD 30 kDa NDUFS3 NuoC TYKY NDUFS8 NuoI 28 5 kDa transport elektroniv 2 x Fe4S4 N6a i N6b PSST NDUFS7 NuoB 20 kDa transport elektroniv Fe4S4 N2 Membranna ruka ND1 MT ND1 NuoH NAD1 Proton translokuvalnij modul ND2 MT ND2 NuoN NAD2 antiport podibnij bilok ND3 MT ND3 NuoA NAD3 ND4 MT ND4 NuoM NAD4 antiport podibnij bilok ND4L MT ND4L NuoK NAD4L ND5 MT ND5 NuoL NAD5 antiport podibnij bilok ND6 MT ND6 NuoJ NAD6 Tablicya dopomizhnih subodinic Usi mitohondrialni kompleksi I mayut bagato dopomizhnih subodinic yaki ne ye neobhidnimi dlya katalitichnoyi aktivnosti ta vidriznyayutsya v riznih vidiv Ochevidno sho voni piddayutsya pevnomu funkcionalnomu navantazhennyu oskilki yihni mutaciyi prizvodyat do spadkovih zahvoryuvan Dlya deyakih subodinic viyavleno nayavnist pevnih funkcij tak B16 6 GRIM 19 bere uchast v apoptozi a subodinicya 39 kDa NDUFA9 u regulyaciyi aktivnosti kompleksu Shodo inshih subodinic to sogodni aktivno obgovoryuyetsya yih mozhliva rol u regulyaciyi zbirci stabilizaciyi ta zahisti vid aktivnih form kisnyu Varto zaznachiti sho dopomizhni subodinici znachno zbilshuyut energetichni vitrati klitini na sintez skladannya ta degradaciyu kompleksu Taki zatrati tim ne mensh mozhut okupitis u vipadku yadernoyi klitini v yakij proces sintezu bilka dobre kontrolyuyetsya Z inshogo boku yaksho dopomizhni subodinici ye neobhidnimi dlya stabilizaciyi kompleksu I zalishayetsya nezrozumilim yakim chinom bakterialni kompleksi yaki skladayutsya z minimalno potribnoyi kilkosti polipeptidiv uspishno funkcionuyut bez nih Na sogodni vcheni ne dayut chitkoyi vidpovidi na ci zapitannya Dopomizhni subodinici No Korova Bilok lyudini Opis Rodina bilkiv Pfam Subodinici 15 13A NDUFS6 bere uchast u skladanni ta stabilizuye kompleks PF10276 16 B17 2 NDUFA12 PF05071 17 AQDQ NDUFS4 mozhlivo fosforilyuyetsya proteyinkinazoyu A PKA stabilizuye kompleks pid chas skladannya PF04800 18 39kDa NDUFA9 spoluchaye membrannij ta periferichnij domeni bere uchast u aktivaciyi deaktivaciyi kompleksu PF01370 19 ACPM ACPM acil perenosnij bilok PF00550 20 B8 NDUFA2 PF05047 21 MFWE NDUFA1 cAMF zalezhne fosforilyuvannya PKA PF15879 22 B12 NDUFB3 PF08122 23 AB13 NDUFA5 bere uchast u aktivaciyi deaktivaciyi kompleksu PF04716 24 B14 NDUFA6 PF05347 25 B14 7 NDUFA11 PF02466 26 ESSS NDUFB11 cAMF zalezhne fosforilyuvannya proteyinkinazi A PF10183 27 PFFD NDUFS5 PF10200 28 B15 NDUFB4 PF07225 29 B16 6 NDUFA13 bere uchast v apoptozi PF06212 30 B18 NDUFB7 PF05676 31 PGIV NDUFA8 PF06747 32 B22 NDUFB9 PF05347 33 PDSW NDUFB10 fosforilyuyetsya Src u rakovih klitinah PF10249 34 ASHI NDUFB8 PF05821 35 B14 5B NDUFC2 u normi fosforilovana PF06374 36 AGGG NDUFB2 PF14813 37 B14 5A NDUFA7 u normi fosforilovana PF07347 38 B9 NDUFA3 PF14987 39 MLRQ NDUFA4 PF06522 40 SGDH NDUFB5 PF09781 41 MNLL NDUFB1 PF08040 42 KFYI NDUFC1 u normi fosforilovana PF15088 43 42kD NDUFA10 PF01712 44 NDUFA4L2 NDUFA4L2 PF15880 45 NDUFV3 NDUFV3 46 NDUFB6 NDUFB6 PF09782 Dopomizhni bilki sho zdijsnyuyut zbirku 47 NDUFAF1 CIA30 faktor skladannya kompleksu 1 PF08547 48 NDUFAF2 NDUFAF2 faktor skladannya kompleksu 2 PF05071 49 NDUFAF3 NDUFAF3 faktor skladannya kompleksu 3 PF05071 50 NDUFAF4 NDUFAF4 faktor skladannya kompleksu 4 PF06784 Deyaki dopomizhni subodinici fosforilyuyutsya riznimi kinazami sho nikoli ne vidbuvayetsya z subodinicyami kor fermentu Pobutuyut zdogadki sho takim chinom vidbuvayetsya regulyaciya roboti kompleksu U viglyadi odniyeyi z subodinic prisutnij u kompleksi acil perenosnij bilok NDUFAB1 iz fosforilovanoyi pantotenovoyi kisloti yak prostetichnoyi grupi Pripuskayut sho vin bere uchast u sintezi lipoyevoyi kisloti reparaciyi poshkodzhenih lipidiv membrani abo zh modifikuye inshi bilki zalishkami miristinovoyi kisloti Varto zaznachiti sho funkcionuvannya cogo bilka ne zalezhit vid pryamogo fizichnogo kontaktu z kompleksom I i znachna jogo chastina prisutnya u vilnomu viglyadi sered mitohondrialnogo matriksu Kofaktori Elektron transportnij lancyug kompleksu I Siri strilochki malojmovirnij shlyah perenesennya abo shlyah sho nini ne isnuye Usi prostetichni grupi NADN degidrogenaznogo kompleksu odin flavinmononukleotid i vid 8 do 9 zalizosirkovih klasteriv mistyatsya v periferichnomu vodorozchinnomu domeni U ssavciv yak i u vsih hrebetnih yih ye visim Sim klasteriv utvoryuyut elektron transportnij lancyug zavdovzhki 96 A vid FMN do miscya zv yazuvannya ubihinonu Vidshtovhuyuchis vid suchasnih danih vvazhayetsya sho perenesennya elektrona vidbuvayetsya po takomu shlyahu NADN FMN N3 N1b N4 N5 N6a N6b N2 Q Spochatku vidbuvayetsya peredannya dvoh elektroniv na flavin a vidtak voni odin za odnim peredayutsya cherez lancyuzhok klasteriv do sajtu zv yazuvannya hinonu ta vidnovlyuyut jogo do stanu Q 2 Klaster N1a mistitsya nedaleko vid flavinovogo kofaktora ta ne pevnij vidstani vid magistralnogo lancyuga perenesennya elektroniv Cej klaster ye visokokonservativnim u riznih vidiv vvazhayut sho vin kontrolyuye shvidkist transportu elektrona sered kompleksu perekiduyuchis elektronom iz FMN Isnuye model vidpovidno do yakoyi odin iz elektroniv iz flavinu jde magistralnim shlyahom na hinon a inshij zapasayetsya v klasteri N1a a vidtak povertayetsya v osnovnij lancyug cherez flavosemihinon Mozhlivo takij mehanizm daye mozhlivist spovilniti utvorennya aktivnih form kisnyu na vidnovlenomu flavini Tim bilshe ce spriyaye stabilizaciyi do milisekundi stanu za yakogo klaster N2 vidnovlenij ale nemaye drugogo elektrona shob zavershiti vidnovlennya ubihinonu Takij stan mozhe buti neobihidnim dlya konformacijnih zmin spryazhenih iz transportom protoniv Chastina klasteriv iz lancyuga N3 N4 i N6a mayut visokij okisno vidnovnij potencial redoks potencial na rivni 0 25 V u toj chas yak tri inshih N1b N5 i N6b mayut nizhchi potenciali Unaslidok cogo redoks potencial na shlyahu elektrona minyayetsya za tipom amerikanskih girok Taka kriva zmini energetichnogo stanu ye harakternoyu dlya bagatoh okisno vidnovnih fermentiv vona daye zmogu optimizuvati shvidkist transportu elektrona ta domogtisya efektivnogo perenesennya energiyi Klaster N5 maye duzhe nizkij potencial tomu limituye shvidkist zagalnogo potoku elektroniv po vsomu lancyugu Zamist zvichajnih dlya zalizosirkovih centriv ligandiv chotiroh zalishkiv cisteyinu vin ye skoordinovanij troma zalishkami cisteyinu ta odnim zalishkom gistidinu a takozh otochenij zaryadzhenimi polyarnimi zalishkami hoch i roztashovanij u glibini fermentu Nezvichajni ligandi maye i terminalnij klaster lancyuga N2 Jogo redoks potencial ye najvishim sered usih klasteriv vid 0 1 do 0 15 V Vin zv yazanij iz chotirma poslidovno rozmishenimi v polipeptidnomu lancyugu zalishkami cisteyinu sho stvoryuye napruzhenu konformaciyu Cherez ce pri jogo vidnovlenni vidbuvayutsya konformacijni zmini susidnih lancyugiv mozhlivo pov yazani z transportom protona Klaster N7 prisutnij lishe v kompleksi I deyakih bakterij Vin ye znachno viddalenij vid reshti klasteriv i tomu ne mozhe obminyuvatis iz nimi elektronami tozh skorish za vse ye reliktom U deyakih bakterialnih kompleksah sporidnenih iz kompleksom I mizh N7 i reshtoyu klasteriv viyavili chotiri konservativnih zalishki cisteyinu a v kompleksi I bakteriyi Aquifex aeolicus viyavili dodatkovij Fe4S4 klaster sho z yednuye N7 iz reshtoyu klasteriv Iz cogo viplivaye visnovok sho v A aeolicus kompleks I okrim NADN mozhe vikoristovuvati inshi donori elektroniv yaki b peredavali ostannih cherez N7 Zbirka mitohondrialnogo kompleksu I U ssavciv u procesi zbirki 44 subodinic NADN degidrogenaznogo kompleksu berut uchast 13 faktoriv zbirki Pravilne funkcionuvannya ta koordinaciya diyi cih faktoriv pryamim chinom vplivayut na proces zbirki kompleksu sho svoyeyu chergoyu vplivaye na pravilne funkcionuvannya dihalnogo lancyuga mitohondrij ta signalni sistemi klitini Narazi pobutuye skladna modulyarna model zbirki kompleksu Vidpovidno do neyi okremi molekuli zbirayutsya nezalezhno odna vid inshoyi a vidtak vidbuvayetsya mizhmolekulyarna asociaciya z utvorennyam fermentu Mitohondrialnij kompleks I utvoryuye z dihalnimi kompleksami III i IV superkompleksi tak zvani respirasomi U mitohondriyah ssavciv i lyudini blizko 90 kompleksu perebuvaye v skladi respirasom Takozh na mitohondriyah iz molodih korenevish bambuka viyavleno sho 90 zagalnoyi kilkosti kompleksu I zibrano v raspirasomi a v Rizushki Talya u superkompleks I III2 Isnuye dostatno dokaziv togo sho prisutnist respirasom ye neobhidnoyu umovoyu dlya stabilnosti ta funkcionuvannya kompleksu I yakij za vidsutnosti kompleksiv III chi IV ye nestabilnim Napriklad na mutantnih klitinah lyudini viyavleno sho kompleks I ye neobhidnim dlya formuvannya kompleksu III i navpaki vtrata kompleksu III prizvodit do vtrati kompleksu I Okrim togo u nizci doslidzhen na tvarinnih klitinah navodyatsya dokazi togo sho dlya stabilnosti kompleksu I ye neobhidni kompleksi IV i dimer kompleksu III U 2012 r na kulturi klitin lyudini viyavili sho kompleksi III i IV ye neobhidni dlya zbirki povnocinonnogo kompleksu I pri comu sam nepovnistyu zibranij kompleks sluguye osnovoyu dlya utvorennya respirasom Nayavnist u respirasomi kompleksiv III i IV ye obov yazkovoyu umovoyu dlya priyednannya do kompleksu I katalitichnih subodinic NADN degidrogenaznogo modulya yaki povnistyu aktivuyut kompleks i vsyu respirasomu ReakciyaNADN degidrogenaznij kompleks okisnyuye NADN sho utvorivsya v matriksi protyagom ciklu Krebsa Elektroni z NADN vikoristovuyutsya dlya vidnovlennya membrannogo perenosnika ubihinonu Q yakij transportuye yih do nastupnogo kompleksu elektron transportnogo lancyuga mitohondrij kompleksu III abo citohrom bc1 kompleksu NADN degidrogenaznij kompleks pracyuye yak protonna pompa na kozhen okisnenij NADN i vidnovlenij Q cherez membranu v mizhmembrannij prostir perekachuyutsya chotiri protoni NADN H Q 4H in NAD QH2 4H out Utvorenij pid chas reakciyi elektrohimichnij potencial vikoristovuyetsya dlya sintezu ATF Cikavo sho reakciya sho katalizuyetsya kompleksom buvaye obernenoyu cej proces nazivayetsya aerobne sukcinat indukovane vidnovlennya NAD V umovah visokogo potencialu na membrani ta nadlishku vidnovlenih ubihinoliv kompleks mozhe vidnovlyuvati NAD iz vikoristannyam yih elektroniv i propuskati protoni nazad u matriks Cej fenomen zazvichaj sposterigayut pri velikih kilkostyah sukcinatu i malih oksaloacetatu ta malatu Vidnovlennya ubihinonu zdijsnyuyetsya fermentami sukcinatdegidrogenazoyu glicerol 3 fosfatdegidrogenazoyu abo mitohondrialnoyu degidroorotatdegidrogenazoyu V umovah visokogo protonnogo gradiyentu sporidnenist kompleksu do ubihinolu pidvishuyetsya a redoks potencial ubihinolu padaye cherez pidvishennya jogo koncentraciyi sho j robit mozhlivim zvorotnij transport elektroniv za elektrichnim potencialom vnutrishnoyi membrani mitohondriyi do NAD Cej fenomen vdalos sposterigati v laboratornih umovah ale zalishayetsya nevidomim chi proyavlyayetsya vin u zhivij klitini Mehanizm transportu protoniv Shema funkcionuvannya kompleksu I Na pochatkovih etapah doslidzhennya kompleksu I zhvavo obgovoryuvali model sho gruntuyetsya na pripusheni sho v kompleksi operuye sistema shozha z Q ciklom Odnak piznishi doslidzhennya ne viyavili v kompleksi I yakih nebud vnutrishno zv yazanih hinoniv i povnistyu sprostuvali cyu gipotezu NADN degidrogenaznij kompleks imovirno maye unikalnij mehanizm transportu protoniv shlyahom konformacijnih zmin samogo fermentu Subodinici ND2 ND4 ta ND5 nazivayut antiport podibnimi oskilki voni ye gomologichnimi odin dlya odnogo i dlya bakterialnih Mrp Na H antiportiv Ci tri subodinici utvoryuyut tri osnovnih protonnih kanali sho skladayutsya z konservativnih zalishkiv zaryadzhenih aminokislot v osnovnomu lizinu ta glutamatu Chetvertij protonnij kanal utvorenij chastinoyu subodinici Nqo8 i malimi subodinicyami ND6 ND4L i ND3 Kanal shozhij za budovoyu z gomologichnimi kanalami antiport shozhih subodinic ale mistit nezvichajno veliku kilkist gusto upakovanih zalishkiv glutamatu z boku matriksu za sho j otrimav nazvu E kanal latinske E vikoristovuyut za zvichajne poznachennya glutamatu Vid C kincya subodinici ND5 vidhodit prodovzhennya sho skladayetsya z dvoh transmembrannih a spiralej ob yednanih nezvichajno dovgoyu 110 A a spirallyu HL yaka prohodyachi z boku kompleksu zanurenogo v matriks fizichno spoluchaye vsi antiport shozhi subodinici i mozhlivo bere uchast u spryazhenni transportu elektroniv iz konformacijnoyu perebudovoyu She odin element spryazhennya bH utvorenij seriyeyu b shpilok sho perekrivayutsya ta a spiralej vin mistitsya na protilezhnomu periplazmatichnomu boci kompleksu Na H antiport bakterij Do sogodni ostatochno nevidomo yak same transport elektroniv spryazhenij iz perenesennyam protoniv Pripuskayut sho potuzhnij negativnij zaryad klastera N2 mozhe rozshtovhuvati navkolishni polipeptidi viklikayuchi cim konformacijni zmini yaki pevnim chinom poshiryuyutsya na antiport shozhi subodinici sho rozmisheni dosit daleko odna vid odnoyi Vidpovidno do inshoyi gipotezi unaslidok zmini konformaciyi v nezvichajno dovgomu sajti zv yazuvannya ubihinonu utvoryuyetsya stabilizovanij ubihinol Q 2 z vkraj nizkim redoks potencialom i negativnim zaryadom Nevidomimi zalishayutsya i bagato detalej shodo kinetiki konformacijnih zmin i spryazhenogo z nimi transportu protoniv Aktivna ta neaktivna formi Eukariotichnij NADN degidrogenaznij kompleks isnuye v dvoh chitko rozriznyuvanih formah odna ye povnocinno funkcionalnoyu tak zvana neaktivna abo D forma Yaksho ferment perebuvaye pri pidvishenih ale vse she temperaturah gt 30 C za vidsutnosti substratu enzim perehodit u D formu Vona ye katalitichno neaktivnoyu ale mozhe aktivuvatis substratom NADN ta ubihinonom na yakij mozhna skidati elektroni Pislya odnogo chi dekilkoh fermentativnih cikliv kompleks staye aktivnim a shvidkist reakciyi pidvishuyetsya Takij perehid viyavili lishe v hrebetnih i gribiv na vidminu vid bezhrebetnih i bakterij Roslinni kompleksi she ne vivchali Za prisutnosti dvovalentnih kationiv Mg2 Ca2 chi v luzhnomu pH aktivaciya vidbuvayetsya znachno trivalishe a vilna palmitinova kislota znachno zbilshuye chastotu perehodu z aktivnoyi formi v deaktivovanu Kompleks I z bika ta griba Yarrowia lipolytica Visoka energiya aktivaciyi 270 kDzh mol perehodu z A v D formu vkazuye na te sho v kompleksi vidbuvayetsya znachna konformacijna perebudova Do sogodni yedinoyu viyavlenoyu rizniceyu mizh dvoma formami zalishayetsya kilkist zalishkiv cisteyinu na poverhni fermentu Vidpovidno do ostannih danih u comu procesi berut uchast subodinici sho mistyatsya poruch iz hinon zv yazuvalnim sajtom 39 kDa ND3 ta ND1 Obrobka D form kompleksu I specialnimi reagentami N etilmaleyimidom abo reaktivom Ellmana nezvorotno blokuye ci vazhlivi zalishki cisteyinu roblyachi cim samim nemozhlivoyu povtornu aktivaciyu fermentu Cikavo sho A forma kompleksu I ye ne chutlivoyu do tioliv sho vkazuye na te sho zalishki cisteyinu zahovani gliboko v bilku Svoyeyu chergoyu deaktivovana forma ye chutlivoyu do ingibuvannya nitrozotriolami ta peroksinitritom Konformacijni zmini kompleksu I mayut velike fiziologichne znachennya Pislya gipoksiyi vidnovlennya rivnya kisnyu mozhe prizvesti do spalahu okisnennya NAD F N i generaciyi aktivnih form kisnyu AFK yaki mozhut poshkoditi mitohondriyi ta viklikati nekroz tkanin Perehid iz aktivnoyi v neaktivnu formu kompleksu vidbuvayetsya za patologichnih staniv koli kilkist obertiv fermentu ye znizhenoyu za normalnoyi fiziologichnoyi temperaturi tila napriklad pri gipoksiyi ishemiyi chi pidvishenni kilkosti oksidu azotu NO v tkaninah tak zvana metabolichna gipoksiya Takim chinom kompleks I zapobigaye okisnennyu reshti dihalnih kompleksiv koli vidbuvayetsya vidnovlennya rivnya kisnyu Okrim cogo neaktivna forma ye nezdatnoyu do zvorotnogo transportu elektroniv sho znizhuye utvorennya AFK Evolyucijne pohodzhennyaKompleks I iz Thermus thermophilus NADN degidrogenaznij kompleks vidnosyat do rodini membrannih oksidoreduktaz iz klasu NiFe gidrogenaz yaki v anaerobnih bakterij ta arhej spryagayut reakciyu okisnennya substratu ta vidnovlennya vodnyu z transportom protoniv Vidshtovhuyuchis vid danih pro gomologiyu bilkiv mozhna zrobiti visnovok sho kompleks vinik unaslidok spoluchennya dvoh kompleksiv sho vzhe isnuvali z riznih nesporidnenih bilkovih rodin NADN degidrogenaznij ta ubihinon zv yazuvalnij moduli vinikli z rozchinnoyi NiFe gidrogenazi yaka okisnyuvala NADN i vidnovlyuvala voden a gidrofobna membranna pidoshva kompleksu sho perekachuye protoni vinikla z Na H antiportiv Mrp Kofaktori kompleksu I Zlivannya rozchinnoyi gidrogenazi ta bilkiv antiportiv prizvelo do viniknennya velikoyi kilkosti membrannih gidrogenaz i degidrogenaz yaki mogli vidtak evolyucionuvati v kompleks I Trivimirna struktura cih fermentiv imovirno ye shozhoyu z takoyu v kompleksi I Do degidrogenaz mozhna vidnesti arhejnij kompleks Fpo z 11 subodinic sho okisnyuye kofaktor F420 sho ye zv yazanim iz vodnem i vidnovlyuye metanofenazin analog ubihinonu perekachuyuchi cherez membranu odin proton na dva elektroni U cogo fermentu nemaye NADN degidrogenaznogo modulya Do grupi gidrogenaz vidnosyat formiatgidrogenliazi z kishkovoyi palichki lat Escherichia coli formiatgidrogenliazu 1 iz semi subodinic i formiatgidrogenliazu 2 z desyati Obidva fermenti okisnyuyut formiat vidnovlyuyuchi voden iz perenesennyam dekilkoh protoniv cherez membranu Najprostishim iz bilkiv rodichiv kompleksu I ye gidrogenaza Ech angl E coli hydrogenase 3 type hydrogenase arheyi Methanosarcina barkeri Vona skladayetsya vsogo z shesti subodinic i perekachuye odin proton unaslidok okisnennya feredoksinu z vidnovlennyam molekuli vodnyu Ech mistit minimalnij nabir subodinic gomologichnih kompleksu I sho ye neobhidnim dlya spryazhennya reakciyi okisnennya z transportom protoniv Okrim cogo kompleks I viyavili v hloroplastah u viglyadi NADFN degidrogenaznogo kompleksu hloroplastiv Jogo budova ta funkciya zalishayutsya nevidomimi Utvorennya aktivnih form kisnyuKompleks I u procesi svoyeyi roboti utvoryuye aktivni formi kisnyu AFK Zazvichaj ce superoksid a takozh peroksid gidrogenu i utvoryuyetsya vin shonajmensh dvoma shlyahami U hodi pryamogo transportu elektroniv u procesi dihannya utvoryuyetsya duzhe mala kilkist superoksidu imovirno menshe 0 1 usogo potoku elektroniv perenosyatsya na kisen Pid chas zvorotnogo transportu elektroniv yakij vidbuvayetsya v umovah aerobnogo sukcinat indukovanogo vidnovlennya NAD kompleks I mozhlivo staye najaktivnishim miscem utvorennya superoksidu do 5 elektroniv idut na vidnovlennya kisnyu Superoksid utvoryuyetsya v NADN degidrogenaznomu kompleksi vnaslidok perenesennya odnogo elektronu z FMNN2 na O2 Utvorenij radikal flavinu ye nestabilnim i perenosit elektron sho zalishivsya na zalizosirkovi klasteri Riven utvorennya superoksidu viznachayetsya vidnoshennyam NADN NAD v umovah koli vidnovleno neveliku kilkist NAD NAD uspishno konkuruye za elektroni z kisnem IngibitoriNajkrashe vivchenim ingibitorom kompleksu I ye rotenon sho shiroko vikoristovuyetsya yak organichnij pesticid Rotenon i rotenoyidi ce izoflavonoyidi yaki ye prisutni v korenyah deyakih rodiv tropichnih roslin takih yak Antoniya Loganiaceae Derris i Lonchocarpus Fabaceae Rotenon davno vikoristovuyetsya yak insekticid i ribna otruta oskilki mitohondriyi komah i rib ye do nogo osoblivo chutlivimi Vidomo sho korinni zhiteli Francuzkoyi Gviani ta inshi indianci Pivdennoyi Ameriki vikoristovuvali rotenonvmisni roslini dlya ribolovli vzhe u XVII stolitti Rotenon vzayemodiye iz sajtom zv yazuvannya ubihinonu ta konkuruye z osnovnim substratom Dovedeno sho trivale sistemne prignichuvannya kompleksu I rotenonom zdatne indukuvati selektivne vidmirannya dofaminergichnih nejroniv tih sho sekretuyut nejrotransmiter dofamin Podibno diye i piyericidin A she odin potuzhnij ingibitor kompleksu I strukturno podibnij do ubihinonu Do ciyeyi zh grupi vidnosyat i en pohidnu en Acetogenin uvaricin Nezvazhayuchi na ponad 50 richne vivchennya kompleksu I tak i ne vdalos viyaviti ingibitori yaki blokuvali b perenesennya elektroniv u mezhah kompleksu Gidrofobni ingibitori taki yak rotenon chi piyericidin prosto pererivayut perenesennya elektrona z terminalnogo klastera N2 na ubihinon She odna rechovina sho blokuye kompleks I ce adenozindifosfatriboza konkurentnij ingibitor u reakciyi okisnennya NADN Vona zv yazuyetsya z fermentom u sajti zv yazuvannya nukleotidu FAD Do najpotuzhnishih ingibitoriv kompleksu I vidnosyat rodinu acetogeniniv Viyavleno sho ci rechovini utvoryuyut himichni zshivannya iz subodiniceyu ND2 sho oposeredkovano vkazuye na rol ND2 u zv yazuvanni ubihinonu Cikavo sho acetogenin rolliniastatin 2 stav pershim iz viyavlenih ingibitoriv kompleksu I yaki zv yazuyutsya u vidminnomu vid rotenonu misci Pomirnim ingibitornim efektom volodiye protidiabetnij preparat metformin ochevidno dana vlastivist preparatu zakladena v osnovi mehanizmu jogo diyi PatologiyiMutaciyi v genah subodinic kompleksu I mozhut viklikati mitohondrialni zahvoryuvannya napriklad sindrom Leya Tochkovi mutaciyi mitohondrialnih subodinic cogo kompleksu takozh mozhut sprichiniti spadkovu zorovu nejropatiyu Lebera Isnuyut dokazi sho defekti v strukturi kompleksu I mozhut vidigravati rol v etiologiyi hvorobi Parkinsona mozhlivo cherez utvorennya aktivnih form kisnyu Tak bulo viyavleno sho v kultur klitin hvorih hvoroboyu Parkinsona posilenij vidtik protoniv u kompleksi I sho znizhuye maksimalnu dihalnu yemnist legen U roslin mutaciyi geniv sho koduyut polipeptidni lancyugi kompleksu I opisani v tyutyunu Nicotiana silvestris ta kukurudzi Zea mays mutaciyi suprovodzhuvalis patologiyeyu pilku ta prizvodili do citoplazmatichnoyi sterilnosti v cholovikiv Doslidzhennya 2010 r viyavili nezvichajnu rol kompleksu I u roboti mozku Aktivnist cogo fermentu znachno znizhena v paciyentiv iz bipolyarnim rozladom ale zalishayetsya normalnoyu v paciyentiv iz depresiyeyu chi shizofreniyeyu U paciyentiv iz bipolyarnim rozladom u prefrontalnij kori sposterigalos posilene okisnennya ta nitruvannya bilkiv Ci rezultati roblyat kompleks I mishennyu dlya majbutnih terapevtichnih doslidzhen bipolyarnogo rozladu Diya pesticidiv sho blokuyut kompleks I mozhe prizvesti do dovgotrivalih naslidkiv Napriklad trivala diya nizkih koncentracij organofosfatu ta pesticidu dihlofosu viklikaye disfunkciyu pechinki Dihlofos zminyuye aktivnist kompleksiv I i II sho prizvodit do spovilnennya transportu elektroniv i znizhennya sintezu ATF Rol kompleksu I u procesah starinnya Dani chiselnih doslidzhen svidchat pro te sho mitohondriyi i zokrema kompleksi I i II vidigrayut klyuchovu rol u procesah sho vplivayut na starinnya ta na trivalist zhittya Vvazhayetsya sho spovilnennya pri starinni sintezu ta vidnovlennya bilkiv prizvodit do zboyu v stehiometriyi dihalnih subodinic Ce svoyeyu chergoyu viklikaye porushennya efektivnosti funkcionuvannya kompleksu I i posilennya mitohondrialnogo okisnogo stresu sho najyaskravishe virazheno v m yazovij tkanini Vstavlennya u dodatok do kompleksu I u genom drozofili alternativnoyi NADN degidrogenazi Ndi1 drizhdzhiv sho skladayetsya vsogo z odniyeyi subodinici prizvodilo do vidnovlennya normalnogo rivnya okisnennya vnutrishnomitohondrialnogo NADN i znachnogo zbilshennya trivalosti zhittya ciyeyi muhi nezalezhno vid obmezhennya kalorijnosti yiyi diyeti Div takozh ru en ru en Oksidoreduktazi Kofaktor biohimiya PrimitkiGubskij 2000 s 127 Gonskij 2002 s 266 Rouslan G Efremov Rozbeh Baradaran amp Leonid A Sazanov 27 May 2010 The architecture of respiratory complex I nature 465 441 445 doi 10 1038 nature09066 PMID 20505720 Ermakov 2005 s 237 Carroll J Fearnley IM Skehel JM Shannon RJ Hirst J Walker JE October 2006 Bovine complex I is a complex of 45 different subunits J Biol Chem 281 43 32724 7 doi 10 1074 jbc M607135200 PMID 16950771 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Leonid A Sazanov 2015 Jun A giant molecular proton pump structure and mechanism of respiratory complex I Nature Reviews Molecular Cell Biology 16 6 375 388 doi 10 1038 nrm3997 PMID 25991374 angl Judy Hirst June 2013 Mitochondrial Complex I Annual Review of Biochemistry 82 551 575 doi 10 1146 annurev biochem 070511 103700 Cardol P Lapaille M Minet P Franck F Matagne RF Remacle C 2006 Sep ND3 and ND4L subunits of mitochondrial complex I both nucleus encoded in Chlamydomonas reinhardtii are required for activity and assembly of the enzym Eukaryot Cell 5 9 1460 7 PMID 16963630 Voet Judith G Voet Donald 2004 Biochemistry vid 3rd New York J Wiley amp Sons s 813 826 ISBN 0 471 19350 X Balsa E Marco R Perales Clemente E Szklarczyk R Calvo E Landazuri MO Enriquez JA September 2012 NDUFA4 is a subunit of complex IV of the mammalian electron transport chain Cell Metab 16 3 378 86 doi 10 1016 j cmet 2012 07 015 PMID 22902835 Allan G Rasmussonb Volker Heiserc Eduardo Zabaletaa Axel Brennickea Lutz Grohmannd May 1998 Physiological biochemical and molecular aspects of mitochondrial complex I in plants Biochimica et Biophysica Acta BBA Bioenergetics 1364 2 101 111 doi 10 1016 S0005 2728 98 00021 8 Peters K Belt K Braun H P 2013 Front Plant Sci Plant Proteomics 5 153 doi 10 3389 fpls 2013 00153 PMID 23761796 Arhiv originalu za 5 bereznya 2016 Procitovano 7 chervnya 2016 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Meyer E H 2012 May 24 Proteomic investigations of complex I composition how to define a subunit Front Plant Sci Plant Proteomics 3 106 doi 10 3389 fpls 2012 00106 PMID 22654890 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Cardol P 2011 Mitochondrial NADH ubiquinone oxidoreductase complex I in eukaryotes a highly conserved subunit composition highlighted by mining of protein databases Biochim Biophys Acta 1807 11 1390 7 doi 10 1016 j bbabio 2011 06 015 PMID 21749854 Marion Babot Amanda Birch Paola Labarbuta Alexander Galkin July 2014 Biochimica et Biophysica Acta BBA Bioenergetics 1837 7 1083 1092 doi 10 1016 j bbabio 2014 02 018 PMID 24569053 Arhiv originalu za 4 travnya 2021 Procitovano 7 chervnya 2016 Katarzyna Kmita Volker Zickermann Oct 01 2013 Biochemical Society Transactions 41 5 1272 1279 doi 10 1042 BST20130091 Arhiv originalu za 21 kvitnya 2016 Procitovano 7 chervnya 2016 Ogilvie I Kennaway NG Shoubridge EA 2005 A molecular chaperone for complex I assembly is mutated in a progressive encephalopathy J Clin Invest 115 10 2784 92 doi 10 1172 JCI26020 PMC 1236688 PMID 16200211 Dunning CJ McKenzie M Sugiana C Lazarou M Silke J Connelly A ta in 2007 Human CIA30 is involved in the early assembly of complex I and mutations in its gene cause disease EMBO J 26 13 3227 37 doi 10 1038 sj emboj 7601748 PMC 1914096 PMID 17557076 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Yavne vikoristannya ta in u author dovidka Saada A Vogel RO Hoefs SJ van den Brand MA Wessels HJ Willems PH ta in 2009 Mutations in NDUFAF3 C3ORF60 encoding an NDUFAF4 C6ORF66 interacting complex I assembly protein cause fatal neonatal disease Am J Hum Genet 84 6 718 27 doi 10 1016 j ajhg 2009 04 020 PMC 2694978 PMID 19463981 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Yavne vikoristannya ta in u author dovidka Rouslan G Efremov Leonid A Sazanov October 2012 The coupling mechanism of respiratory complex I A structural and evolutionary perspective Biochimica et Biophysica Acta 1817 10 1785 1795 doi 10 1016 j bbabio 2012 02 015 PMID 22386882 Sanchez Caballero Laura Guerrero Castillo Sergio Nijtmans Leo 1 lipnya 2016 Biochimica Et Biophysica Acta T 1857 7 s 980 990 doi 10 1016 j bbabio 2016 03 031 ISSN 0006 3002 PMID 27040506 Arhiv originalu za 22 veresnya 2016 Procitovano 9 chervnya 2016 Eubel H Jansch L Braun H P 2003 Plant Physiol 133 274 286 doi 10 1104 pp 103 024620 PMID 12970493 Arhiv originalu za 22 veresnya 2017 Procitovano 7 chervnya 2016 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Perevirte znachennya doi dovidka David Moreno Lastres Flavia Fontanesi Ines Garcia Consuegra Miguel A Martin Joaquin Arenas Antoni Barrientos and Cristina Ugalde1 Mar 7 Mitochondrial Complex I plays an Essential Role in Human Respirasome Assembly Cell Metab 15 3 324 335 doi 10 1016 j cmet 2012 01 015 Berg J Tymoczko J and L Stryer 2006 Biochemistry vid 6th New York WH Freeman amp Company s 509 513 Brandt U 2006 Energy converting NADH quinone oxidoreductase complex I Annual Review of Biochemistry 75 69 92 doi 10 1146 annurev biochem 75 103004 142539 PMID 16756485 Grivennikova VG Kotlyar AB Karliner JS Cecchini G Vinogradov AD August 2007 Redox dependent change of nucleotide affinity to the active site of the mammalian complex I Biochemistry 46 38 10971 8 doi 10 1021 bi7009822 PMC 2258335 PMID 17760425 Ermakov 2005 s 238 Rozbeh Baradaran John M Berrisford Gurdeep S Minhas amp Leonid A Sazanov 28 lyutogo 2013 Crystal structure of the entire respiratory complex I Nature 494 443 448 doi 10 1038 nature11871 Marion Babot Amanda Birch Paola Labarbuta Alexander Galkin July 2014 Biochimica et Biophysica Acta BBA Bioenergetics 1837 7 1083 1092 doi 10 1016 j bbabio 2014 02 018 Arhiv originalu za 4 travnya 2021 Procitovano 7 chervnya 2016 Galkin A Moncada S December 2007 S nitrosation of mitochondrial complex I depends on its structural conformation J Biol Chem 282 52 37448 53 doi 10 1074 jbc M707543200 PMID 17956863 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Moncada S Erusalimsky JD March 2002 Does nitric oxide modulate mitochondrial energy generation and apoptosis Nat Rev Mol Cell Biol 3 3 214 20 doi 10 1038 nrm762 PMID 11994742 Lianwei Peng Hiroshi Yamamoto Toshiharu Shikanai August 2011 Structure and biogenesis of the chloroplast NAD P H dehydrogenase complex Biochimica et Biophysica Acta 1807 8 945 953 doi 10 1016 j bbabio 2010 10 015 Murphy MP January 2009 How mitochondria produce reactive oxygen species Biochem J 417 1 1 13 doi 10 1042 BJ20081386 PMC 2605959 PMID 19061483 Hansford RG Hogue BA Mildaziene V February 1997 Dependence of H2O2 formation by rat heart mitochondria on substrate availability and donor age J Bioenerg Biomembr 29 1 89 95 doi 10 1023 A 1022420007908 PMID 9067806 Muller FL Liu Y Abdul Ghani MA Lustgarten MS Bhattacharya A Jang YC Van Remmen H January 2008 High rates of superoxide production in skeletal muscle mitochondria respiring on both complex I and complex II linked substrates Biochem J 409 2 491 9 doi 10 1042 BJ20071162 PMID 17916065 Kussmaul L Hirst J May 2006 The mechanism of superoxide production by NADH ubiquinone oxidoreductase complex I from bovine heart mitochondria Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103 20 7607 12 doi 10 1073 pnas 0510977103 PMC 1472492 PMID 16682634 Esterhazy D King MS Yakovlev G Hirst J March 2008 Production of reactive oxygen species by complex I NADH ubiquinone oxidoreductase from Escherichia coli and comparison to the enzyme from mitochondria Biochemistry 25 12 3964 71 doi 10 1021 bi702243b PMID 18307315 Moretti C Grenand P September 1988 The nivrees or ichthyotoxic plants of French Guyana J Ethnopharmacol French 6 2 139 60 doi 10 1016 0378 8741 82 90002 2 PMID 7132401 Watabe M Nakaki T July 2008 Mitochondrial complex I inhibitor rotenone inhibits and redistributes vesicular monoamine transporter 2 via nitration in human dopaminergic SH SY5Y cells Molecular Pharmocology 74 4 933 40 doi 10 1124 mol 108 048546 PMID 18599602 Zharova TV Vinogradov AD July 1997 A competitive inhibition of the mitochondrial NADH ubiquinone oxidoreductase complex I by ADP ribose Biochimica et Biophysica Acta 1320 3 256 64 doi 10 1016 S0005 2728 97 00029 7 PMID 9230920 Nakamaru Ogiso E Han H Matsuno Yagi A Keinan E Sinha SC Yagi T Ohnishi T January 2010 The ND2 subunit is labeled by a photoaffinity analogue of asimicin a potent complex I inhibitor FEBS Letters 584 5 883 8 doi 10 1016 j febslet 2010 01 004 PMC 2836797 PMID 20074573 Degli Esposti M Ghelli A Ratta M Cortes D Estornell E July 1994 Natural substances acetogenins from the family Annonaceae are powerful inhibitors of mitochondrial NADH dehydrogenase complex I The Biochemical Journal 301 161 7 PMC 1137156 PMID 8037664 Viollet B Guigas B Sanz Garcia N Leclerc J Foretz M Andreelli F March 2012 Clinical Science London 122 6 253 70 doi 10 1042 CS20110386 PMID 22117616 Arhiv originalu za 10 kvitnya 2016 Procitovano 7 chervnya 2016 Chou AP Li S Fitzmaurice AG Bronstein JM April 2010 Mechanisms of rotenone induced proteasome inhibition Neurotoxicology 113 4 674 82 doi 10 1016 j neuro 2010 04 006 PMC 2885979 PMID 20417232 Esteves AR Lu J Rodova M Onyango I Lezi E Dubinsky R Lyons KE Pahwa R Burns JM Cardoso SM Swerdlow RH February 2010 Mitochondrial respiration and respiration associated proteins in cell lines created through Parkinson s subject mitochondrial transfer Journal of Neurochemistry 113 3 674 82 doi 10 1111 j 1471 4159 2010 06631 x PMID 20132468 Andreazza AC Shao L Wang JF Young LT April 2010 Mitochondrial complex I activity and oxidative damage to mitochondrial proteins in the prefrontal cortex of patients with bipolar disorder Archives of General Psychiatry 67 4 360 8 doi 10 1001 archgenpsychiatry 2010 22 PMID 20368511 Moran M Rivera H Sanchez Arago M Blazquez A Merinero B Ugalde C Arenas J Cuezva JM Martin MA May 2010 Mitochondrial bioenergetics and dynamics interplay in complex I deficient fibroblasts Biochimica et Biophysica Acta 1802 5 443 53 doi 10 1016 j bbadis 2010 02 001 PMID 20153825 Binukumar BK Bal A Kandimalla R Sunkaria A Gill KD April 2010 Mitochondrial energy metabolism impairment and liver dysfunction following chronic exposure to dichlorvos Toxicology 270 2 3 77 84 doi 10 1016 j tox 2010 01 017 PMID 20132858 Stefanatos R amp Sanz A 2011 Mitochondrial complex I a central regulator of the aging process Cell Cycle 10 10 1528 1532 Scialo F Mallikarjun V Stefanatos R amp Sanz A 2013 Regulation of lifespan by the mitochondrial electron transport chain reactive oxygen species dependent and reactive oxygen species independent mechanisms Antioxidants amp redox signaling 19 16 1953 1969 DOI 10 1089 ars 2012 4900 Lopez Lluch G Santos Ocana C Sanchez Alcazar J A Fernandez Ayala D J M Asencio Salcedo C Rodriguez Aguilera J C amp Navas P 2015 Mitochondrial responsibility in ageing process innocent suspect or guilty Biogerontology 16 5 599 620 DOI 10 1007 s10522 015 9585 9 Bowman A amp Birch Machin M A 2016 The age dependent decrease of mitochondrial complex II activity in human skin fibroblasts 13 veresnya 2017 u Wayback Machine Journal of Investigative Dermatology doi 10 1016 j jid 2016 01 017 Kruse S E Karunadharma P P Basisty N Johnson R Beyer R P MacCoss M J Rabinovitch P S and Marcinek D J 2016 Age modifies respiratory complex I and protein homeostasis in a muscle type specific manner Aging Cell Aging cell 15 1 89 99 DOI 10 1111 acel 12412 Sanz A Soikkeli M Portero Otin M Wilson A Kemppainen E McIlroy G amp Kiviranta E 2010 Expression of the yeast NADH dehydrogenase Ndi1 in Drosophila confers increased lifespan independently of dietary restriction 24 chervnya 2016 u Wayback Machine Proceedings of the National Academy of Sciences 107 20 9105 9110 DOI 10 1073 pnas 0911539107 Povnij tekst na PMC 2889079LiteraturaUkrayinskoyu Gubskij Yu Biologichna himiya Kiyiv Ternopil Ukrmedkniga 2000 508 s ISBN 966 7364 41 0 Gonskij Ya Maksimchuk T Kalinskij M Biohimiya lyudini Ternopil Ukrmedkniga 2002 744 s ISBN 966 7364 17 8 Anglijskoyu Judy Hirst Mitochondrial Complex I Annual Review of Biochemistry 2013 Vol 82 P 551 575 DOI 10 1146 annurev biochem 070511 103700 Leonid A Sazanov A giant molecular proton pump structure and mechanism of respiratory complex I Nature Reviews Molecular Cell Biology 2015 Vol 16 P 375 388 DOI 10 1038 nrm3997 PMID 25991374 Carroll J Fearnley IM Skehel JM Shannon RJ Hirst J Walker JE Bovine complex I is a complex of 45 different subunits 2006 Vol 281 DOI 10 1074 jbc M607135200 PMID 16950771 Voet Judith G Voet Donald Biochemistry New York J Wiley amp Sons 2004 P 813 826 ISBN 0 471 19350 X Marion Babot Amanda Birch Paola Labarbuta Alexander Galkin Characterisation of the active de active transition of mitochondrial complex I Biochimica et Biophysica Acta BBA Bioenergetics 2014 Vol 7 P 1083 1092 DOI 10 1016 j bbabio 2014 02 018 Katarzyna Kmita Volker Zickermann Accessory subunits of mitochondrial complex I Biochemical Society Transactions 2013 Vol 5 P 1272 1279 DOI 10 1042 BST20130091 Rosijskoyu Fiziologiya rastenij Pid red I P Ermakova Moskva Akademiya 2005 634 s PosilannyaMRC MBU Sazanov group at The Scripps Research Institute MeSH Electron Transport Complex I