Komplex I mitochondriálního dýchacího řetězce a jeho poruchy.

Abstract

NADH: ubichinon oxidoreduktáza (Komplex I) je multipodjednotkový proteinový komplex vnitřní mitochondriální membrány a je největším a nejsložitějším komplexem systému oxidativní fosforylace, který vytváří převážnou většinu energie pro eukaryotické buňky. Je složen ze 45 podjednotek, z nichž 7 je kódováno mitochondriální DNA a zbylých 38 jadernou DNA. Strukturu tvoří dvě ramena spojená do tvaru písmene L, z nichž jedno je zanořeno do vnitřní mitochondriální membrány a druhé směřuje do matrix. Komplex I oxiduje molekulu NADH, přičemž tento proces je spřažen s pumpováním protonů do intramembránového prostoru, kde se tvoří gradient H+ , který je následně využit pro syntézu ATP. Poruchy komplexu I představují rozsáhlou, klinicky i geneticky heterogenní skupinu onemocnění mitochondriálního energetického metabolismu Při poruchách NADH: ubichinon oxidoreduktázy dochází především ke snížení aktivity i množství komplexu, poklesu produkce ATP, změnám membránového potenciálu i morfologii mitochondrií a mitochondriální sítě a roste produkce reaktivních forem kyslíku. Kombinace těchto jevů ústí v závažné dědičné poruchy metabolismu, jejichž prognóza je nepříznivá a léčba v současné době nedostupná.. Cílem této práce je snaha podat přehled o současných znalostech struktury, asemblace a funkce komplexu I...

NADH: ubiquinone oxidoreductase (Complex I) is a multisubunit protein complex of inner mitochondrial membrane. Complex I is the biggest and most complicated part of oxidative phosphorylation system, which is responsible for the cell ATP production. It consists of 45 subunits. 7 subunits are mitochondrial encoded, remainder 38 are nuclear encoded. NADH: ubiquinone oxidoreductase has L-shaped structure, which is built of two arms: membrane arm and matrix located peripheral arm. Complex I oxidize the NADH molecule. The electron transport is coupled with proton pumping across the inner mitochondrial membrane to intermembrane space, where proton gradient developed and which is used by ATP synthase to ATP synthesis. Deficiencies of NADH: ubiquinone oxidoreductase represent extensive, clinically and genetic heterogeneous group of mitochondrial diseases. Decrease of activity and amount of complex I, decrease of ATP production, changes of membrane potential, mitochondrial morphology and mitochondrial network and increasing of production of reactive oxygen species are found in cells with defects of NADH: ubiquinone oxidoreductase. Combination of this features lead to serious illnesses, which are almost fatal and we still haven't any useful therapy. Aim of this study is to summarize present knowledge about...