Struktur und Evolution des Atmungsferments Cytochrom‐c‐Oxidase

Abstract

Zum Andenken an Otto Warburgs ,100. GeburtstagVor ca. 50 Jahren erhielt Otto Warburg fur seine grundlegenden Arbeiten iiber das ,,Atmungsferment" den Nobelpreis. Doch erst gegen Ende der funfziger Jahre gelang die Isolierung dieses komplizierten Membranenzyms, das fur Atmung und Energiegewinnung der meisten Lebewesen auf der Erde unentbehrlich ist. Seitdem wurden intensive Untersuchungen durchgefuhrt, um den Mechanismus der Sauerstoffreduktion zu Wasser und die daran gekoppelte Protonentranslokation uber die Membran, die zur ATP-Synthese dient, zu verstehen. Die Erkenntnisse sind bisher allerdings unbefriedigend, nicht zuletzt deshalb, weil die vier Schwermetall-Redoxzentren an Proteine gebunden sind, deren Struktur zu erforschen erst in jiingster Zeit begonnen wurde. Dabei entdeckte man, daB Cytochrom-c-Oxidase aus Bakterien nur zwei oder drei, der tierische Enzymkomplex dagegen dreizehn Protein-Untereinheiten enthiilt. In diesem Beitrag werden die moglichen Funktionen der einzelnen Protein-Untereinheiten erlirtert ; am Beispiel der Cytochrom-c-Oxidase wird gezeigt, da13 die biochemische Evolution eine Zunahme an regulatorischer Kapazitat mit sich bringt.Angew. Chem. 95 (1983) 273-281 Q Verlag Chemie GmbH. 0-6940 Weinheim, 1983 00444249/83/0404-0273 S 02.50/0 213 Angew. G e m . 95 (1983) 281-313 Q Verlag Chemie GmbH. 0-6940 Weinheim, 1983 0044-8249/83/0404-028I S 02.50/0

Seeigeleier und Gift als Aufklärer der Zellatmung

“…Heute wissen wir, dass die zelluläre Knallgasreaktion von der Atmungskette katalysiert wird und dass das Warburgsche Atmungsferment nur ihr terminaler Enzymkomplex (Komplex IV, Cytochrom‐c‐Oxidase) ist (Abbildung ) . Die Atmungskette oxidiert Wasserstoff, der überwiegend beim Fettsäure‐ und Glucose‐Abbau gebildet wird.…”