Cytochrom c

Z BioInf

Cytochrom c

Białko z rodziny cytochromów – hemoprotein o niezbędne dla życia komórki, choć w określonych sytuacjach stanowiący sygnał do jej apoptozy. Cytochrom c ma w swojej budowie niewielką resztę białkową złożoną ze 140 aminokwasów. Do cystein reszty białkowej dołączona jest wiązaniami kowalencyjnymi reszta hemowa za pośrednictwem reszt winylowych. Ponadto, atom żelaza jest połączony wiązaniem koordynacyjnym z resztą histydyny i siarką reszty metioninowej. Struktura przestrzenna cytochromu c jest przedstawiona na Rysunku 1.

Rysunek 1. Struktura cytochromu c (źródło: http://www.szkolnictwo.pl/szukaj,Cytochrom_c).

Cytochrom c pełni kluczową rolę w transporcie elektronów w łańcuchu oddechowym w mitochondriach. W łańcuchu oddechowym cytochrom c współdziała z białkami wewnętrznej błony mitochondrialnej, które są mocno osadzone w strukturze błony komórkowej, podczas gdy sam cytochrom c wiąże się z błoną głównie na zasadzie oddziaływań elektrostatycznych, które zależą od siły jonowej środowiska komórki. Pewna pula cytochromu c znajduje się także oddysocjowana w przestrzeni międzybłonowej. Ta postać cytochromu może być redukowana przez cytochrom b związany z zewnętrzną błoną lub też ulegać utlenieniu przy udziale oksydazy cytochromowej obecnej z błonie wewnętrznej.

Cytochrom c zlokalizowany w przestrzeni międzybłonowej komórki, może pełnić funkcję cząsteczki sygnałowej w procesie apoptozy. W przypadku indukcji procesu apoptozy, cytochrom c wypływa z przestrzeni międzybłonowej do cytoplazmy. Wykazano, że w połączeniu z białkiem Apaf, aktywuje kaspazy, które prowadzą do egzekucji sygnału śmierci. Wypływ cytochromu c z przestrzeni międzykomórkowej odbywa się przy udziale białek komórkowych Bax i Bid, które tworzą w zewnętrznej błonie mitochondrialnej kanały umożliwiające wyciek cytochromu c i białka AIF. W uwalnianiu cytochromu c ważną funkcję odgrywają także tzw. miejsca kontaktowe między zewnętrzną i wewnętrzną błoną. Białka Bax i Bid wiążą się z miejscami kontaktowymi, najprawdopodobniej ze względu na obecność w nich kardiolipiny. Za tworzenie miejsc kontaktowych odpowiada fuzja błon zewnętrznej i wewnętrznej oraz obecność określonych białek komórkowych takich jak: poryna mitochondrialna (VDAC) – w błonie zewnętrznej i translokaza nukleotydów adeninowych w błonie wewnętrznej oraz heksokinaza lub kinaza kreatynowa (mózg, mięśnie szkieletowe). Badania wskazują, że także cytochrom c jest związany w miejscach kontaktowych i to właśnie on jest preferencyjnie uwalniany w sytuacji indukcji apoptozy. Uwolniony z miejsc kontaktowych cytochrom c aktywuje kaspazy, które następnie trawią zewnętrzną błonę mitochodnrialną i powodują masowe uwolnienie zdysocjowanego cytochromu c, który wzmaga aktywację kaspaz. Schematyczna ilustracja mechanizmów wypływu cytochromu c i jego udziału w apoptozie przedstawiona jest na Rysunku 2.

Rysunek 2. Mechanizmy wypływu cytochromu c z mitochondriów (źródło: http://physrev.physiology.org/content/94/2/519).

Piśmiennictwo:

  1. rcin.org.pl/Content/34642/WA488_24060_P939_T52-z2-PB.pdf
  2. http://www.nature.com/nrm/journal/v9/n7/full/nrm2434.html
Osobiste