シトクロムc還元酵素

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導入

シトクロムc還元酵素（CoQ）は、生命体に広く存在する脂溶性のキノン化合物であり、シトクロムc還元酵素の異なる供給源における側鎖のイソペンテンユニットの数が異なります。人間や哺乳類では10のイソペンテンユニットが含まれているため、コエンザイムQ10と呼ばれています。CoQは、生体内の呼吸鎖におけるプロトンシフトと電子移動に重要な役割を果たし、細胞呼吸と細胞代謝の活性化因子であり、重要な抗酸化物質および非特異的免疫増強剤でもあります。細胞呼吸と細胞代謝の活性化因子であり、重要な抗酸化物質および非特異的免疫増強剤でもあります。

構造

見つかるサブユニットの数は、電子伝達鎖の他の主要なプロトンポンプサブユニットと比較して少ないかもしれませんが、ポリペプチド鎖はわずか3本です。この数は増加し、高等動物では11のサブユニットが見つかります。3つのサブユニットには補因子があります。シトクロムbサブユニットには2つのb型ヘム（b Lおよびb H）があり、シトクロムcサブユニットにはc型ヘム（c 1）があり、リースケ鉄硫黄タンパク質サブユニット（ISP）には二鉄二硫化鉄硫黄クラスター（2Fe-2S）があります。

図1. シトクロムc還元酵素の構造。

分布

CoQは自然界に広く分布しており、主に動物の心臓、肝臓、腎臓の細胞、酵母、植物の葉や種子に存在します。CoQは、ATP合成に関与する呼吸鎖の成分、抗酸化物質、心血管保護、抗炎症の役割を果たします。

CoQは呼吸鎖の電子キャリア

CoQはミトコンドリアに広く存在します。これは細胞の呼吸鎖の成分であり、水素と電子の移動に関与します。呼吸鎖では、複合体I（NADH:コエンザイムQ酸化還元酵素複合体）がNADHから2つの電子を受け取り、鉄硫黄タンパク質を介してCoQに渡します。複合体II（フマル酸脱水素酵素）はフマル酸から電子を受け取り、CoQに渡します。CoQは、これら2つの複合体から受け取った電子を複合体III（CoQ:シトクロムC酸化還元酵素複合体）に渡し、最終的に酸素に渡します。FMNからコエンザイムQへの電子の移動は、鉄硫黄クラスターを介してプロトンチャネルの構造変化を引き起こし、プロトンの移動を引き起こします。CoQは細胞の好気的呼吸プロセスに関与し、ATPの形成に密接に関連しています。人間の体内のエネルギーの大部分は呼吸鎖を通じて生成されます。したがって、コエンザイムQの欠乏はエネルギー供給の障害を引き起こします。したがって、心臓や腎臓などエネルギー要求の高い臓器は、コエンザイムQの欠乏に対してより敏感です。

図2. CoQは呼吸鎖の電子キャリアです。

レドックス状態

CoQには3つのレドックス状態があります：酸化型のユビキノン、還元型のユビキノール、および中間状態のセミキノンラジカルです。したがって、2つの電子を運ぶことができ、レドックスキャリアです。呼吸鎖において、CoQは唯一の非タンパク質レドックスキャリアです。その小さな分子サイズと脂溶性により、膜を迅速に移動することができます。これらの特性により、電子伝達鎖の中心に位置し、水素と電子を受け取り、それらを鎖に渡します。

応用

ウイルス性心筋炎や慢性心不全などの心血管関連疾患。

ウイルス性肝炎、亜急性肝壊死、慢性活動性肝炎などの肝炎。

がんの包括的治療、CoQは放射線療法、化学療法などによって引き起こされるいくつかの副作用を軽減することができます。