Mitochondrial Supercomplexes Do Not Enhance Catalysis by Quinone Channeling.
Mitochondrial Supercomplexes Do Not Enhance Catalysis by Quinone Channeling.
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DOI：
10.1016/j.cmet.2018.05.024
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发表时间：
2018-09-04
期刊：
影响因子：
29
通讯作者：
Hirst J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fedor JG;Hirst J
线粒体呼吸超复合体由复合体 I、III 和 IV 组成，是电子传递链的最小功能单元。将单个复合物组装成超复合物可以稳定它们，提供更大的呼吸时空控制，或者有争议的是，通过封存局部醌和细胞色素 c 库（底物通道）赋予动力学优势。在这里，我们将另一种对苯二酚氧化酶（AOX）纳入哺乳动物心脏线粒体膜中，引入对苯二酚氧化的竞争途径并测试通道。 AOX 显着提高 O2 氧化 NADH 的速率，而不影响膜完整性、超复合物或 NADH 连接的氧化磷酸化。因此，复合物 I 在超复合物中生成的对苯二酚在超复合物外部被 AOX 比在超复合物内部被复合物 III 更快地再氧化。我们的结果表明，醌和对苯二酚可以自由扩散进出超复合物：不会发生底物通道效应，也不需要支持呼吸。 AOX 可以在体外添加到膜上以催化醌氧化 呼吸超复合物不会通过引导醌来加速电子传递 AOX 添加可以使用内源醌探测呼吸链功能 线粒体呼吸超复合物催化有氧呼吸。提出其超分子组织的原因之一是通过醌通道促进配合物 I 和 III 之间的快速电子转移。费多尔等人。证明事实并非如此，并且醌在线粒体中作为共享的、自由交换池发挥作用。
Mitochondrial respiratory supercomplexes, comprising complexes I, III, and IV, are the minimal functional units of the electron transport chain. Assembling the individual complexes into supercomplexes may stabilize them, provide greater spatiotemporal control of respiration, or, controversially, confer kinetic advantages through the sequestration of local quinone and cytochrome c pools (substrate channeling). Here, we have incorporated an alternative quinol oxidase (AOX) into mammalian heart mitochondrial membranes to introduce a competing pathway for quinol oxidation and test for channeling. AOX substantially increases the rate of NADH oxidation by O2 without affecting the membrane integrity, the supercomplexes, or NADH-linked oxidative phosphorylation. Therefore, the quinol generated in supercomplexes by complex I is reoxidized more rapidly outside the supercomplex by AOX than inside the supercomplex by complex III. Our results demonstrate that quinone and quinol diffuse freely in and out of supercomplexes: substrate channeling does not occur and is not required to support respiration. AOX can be added in vitro to membranes to catalyze quinol oxidation Respiratory supercomplexes do not speed up electron transfer by channeling quinone AOX addition can probe respiratory-chain function using endogenous quinones Mitochondrial respiratory supercomplexes catalyze aerobic respiration. One of the reasons proposed for their supramolecular organization is to facilitate rapid electron transfer between complexes I and III via quinone channeling. Fedor et al. demonstrate that this is not the case, and that quinone functions as a shared, freely exchanging pool in mitochondria.
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作者：
Diaz, Francisca;Fukui, Hirokazu;Moraes, Carlos T.
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Moraes, Carlos T.
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作者：
Hakkaart, GAJ;Dassa, EP;Rustin, P
通讯作者：
Rustin, P
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作者：
Bianchi, C;Genova, ML;Lenaz, G
通讯作者：
Lenaz, G
DOI：
10.1073/pnas.1413855111
发表时间：
2014-11-04
影响因子：
11.1
作者：
Blaza, James N.;Serreli, Riccardo;Hirst, Judy
通讯作者：
Hirst, Judy
DOI：
10.1074/jbc.m116.771899
发表时间：
2017-03-24
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
Jones AJ;Blaza JN;Varghese F;Hirst J
通讯作者：
Hirst J