Die Elektronentunnelraten im Atmungskettenkomplex I sind auf eine effiziente Energiewandlung abgestimmt

Abstract

[6] 95 ms [7] und 275 ms [8] berechnet. Die des Transfers zwischen den Zentren N1b und 4Fe[75]C wurden zu t 1/2 = 5-10 ms und die der übrigen Schritte zu t 1/2 = 25-400 ns berechnet. [6][7][8] Kürzlich wurde die Elektronenübertragung im Komplex I mittels EPR-Spektroskopie an schnell eingefrorenen Proben untersucht.[9] Dabei wurde eine schnelle Reduktion der Zentren N2 und N1a mit t 1/2 % 60 ms durch das erste NADH beobachtet.[9] Die Reduktion der Zentren N1b und N4 durch das zweite NADH war mit t 1/2 % 1 ms deutlich langsamer, was auf die langsame Dissoziation des NAD + vom Komplex zurückgeführt wurde. [9] Wir haben die Reaktion von NADH mit einer hochreinen Probe des E. coli Komplex I [10] in Gegenwart und Abwesenheit des spezifischen Inhibitors Piericidin A, der in der QTasche bindet, anhand der Redoxzustände des FMN und der FeS-Zentren quantitativ analysiert. Durch methodische Unterschiede beim "Freeze-Quench" [11] unterscheiden sich sowohl die experimentellen Daten als auch deren Interpretation von der vorherigen Verçffentlichung.[9] Die Funktion des distalen Zentrums N2 für die Synchronisierung von Elektronentunneln und die Protonentranslokation wird aufgezeigt.Zuerst wurde die Anzahl der von Komplex I oxidierten NADH-Moleküle bestimmt (Abbildung S1 in den Hintergrundinformationen) und die Gleichgewichtsverteilung der

Significance of [2Fe-2S] Cluster N1a for Electron Transfer and Assembly of Escherichia coli Respiratory Complex I

“…The fact that N1a is involved in the intramolecular electron transfer in E. coli complex I only when the most distal cluster N2 is reduced has to be taken into account. 17 In contrast, the maximal turnover rate of the NADH/ferricyanide oxidoreductase activity is slightly but significantly diminished in the C97A E variant, indicating an involvement of the cluster in this reaction. The low NADH oxidase activity of the variants might be due to the loss of N1a, to structural changes in the NADH binding site, and to the diminished content of N1b.…”

“…Thus, the mutations might affect the assembly and stability of the complex or decrease its NADH dehydrogenase activity. It is noteworthy that the Fe−S clusters are involved in the NADH/ferricyanide oxidoreductase activity; 15,17 therefore, the mutations might affect the rate of the reaction. Concomitant with the d-NADH/ferricyanide oxidoreductase activity, the physiological d-NADH oxidase activity of the mutant membranes was diminished to 13−37% of that of the membranes from the parental strain (Table 1).…”

“…This might indicate that N1a is not essential for the physiological NADH:ubiquinone oxidoreductase activity of complex I, or at least not when the quinone pool is mainly in the oxidized state. 17 Stability of the Complex I Variants. The stability of the variants was probed by detergent extraction of membrane proteins followed by ultracentrifugation in a sucrose gradient.…”

“…35 Indeed, it was experimentally demonstrated that in E. coli the FMNH • /FMN redox couple reduces N1a when the distal cluster of the chain is in the reduced state. 17 However, it is now generally accepted that the fully reduced FMNH 2 is the source of ROS, at least in mitochondria. 36 Furthermore, the redox properties of N1a remain enigmatic.…”