Cadena de Transporte de Electrones (Complejo I, III, IV)

La proteína portadora de acilo mitocondrial (ACP) es un componente esencial en la biosíntesis de ácidos grasos en las mitocondrias. También se conoce como subunidad AB1 del oxidoreductasa NADH-coenzima Q (NDUFAB1), una subunidad del Complejo I en la cadena de transporte de electrones (CTE). NDUFAB1 regula el metabolismo energético y especies reactivas de oxígeno (ROS) mitocondrial coordinando el ensamblaje de los Complejos I, II y III de la CTE, y supercomplejos (1). NDUFS1 (proteína hierro-azufre 1 del deshidrogenasa NADH-coenzima Q) es una subunidad estructural codificada por el núcleo del oxidoreductasa NADH:ubiquinona (Complejo I) en la CTE mitocondrial (2). Las mutaciones en NDUFS1 y otras subunidades del Complejo I que conducen a disfunción mitocondrial se asocian con una serie de trastornos neurológicos (3-6). La subunidad hierro-azufre del reductasa ubiquinol-citochrome c (UQCRFS1), también conocida como proteína hierro-azufre Rieske (RISP), es un componente del Complejo III en la CTE mitocondrial. UQCRFS1/RISP y dos otras subunidades, el citocromo b (MT-CYB) y el citocromo c1 (CYC1), son esenciales para la actividad catalítica del Complejo III (7). El citocromo c es una proteína de transporte de electrones altamente conservada y forma parte de la cadena respiratoria localizada en el espacio intermembranal mitocondrial (8). Tras la estimulación apoptótica, el citocromo c liberado de las mitocondrias se asocia con procaspasa-9 (47 kDa)/Apaf-1. Este complejo procesa la caspasa-9 desde su forma de proenzima inactiva a su forma activa (9). Este evento desencadena ulteriormente la activación de la caspasa-3 y finalmente conduce a la apoptosis (10). La CTE mitocondrial comprende múltiples complejos proteicos, incluyendo el oxidoreductasa citocromo c. El citocromo c oxidasa cataliza la reducción del oxígeno al agua. Este proceso está acoplado con la bombeo de protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembranal, contribuyendo al gradiente de protones utilizado para la síntesis de ATP (11). El citocromo c oxidasa consta de 3 subunidades codificadas por ADN mitocondrial (COX1/MT-CO1, COX2/MT-CO2 y COX3/MT-CO3) y múltiples subunidades codificadas por ADN nuclear (12). Los estudios de investigación muestran que los ARNm de las subunidades de oxidación fosforilada codificadas mitocondrialmente, incluyendo COX1/MT-CO1, disminuyen significativamente durante el envejecimiento (13). El citocromo c oxidasa (COX, también conocido como Complejo IV) es una enzima hetero-oligomérica compuesta por 13 subunidades localizadas en la membrana interna mitocondrial (14-16). Es el complejo terminal de la cadena respiratoria, catalizando la reducción del oxígeno molecular al agua acoplada a la translocación de protones a través de la membrana interna mitocondrial para impulsar la síntesis de ATP. Las 3 subunidades más grandes que forman el núcleo catalítico están codificadas por ADN mitocondrial, mientras que las otras subunidades menores, incluyendo COX IV, están codificadas nuclearmente. Los estudios de investigación han demostrado que la deficiencia en la actividad de COX se correlaciona con una serie de enfermedades humanas (17). COX10 es un factor de ensamblaje para el citocromo c oxidasa en la CTE mitocondrial (18,19). Los estudios muestran que, cuando se elimina el gen que codifica el receptor adrenérgico beta2 (Adrb2), la oxidación fosforilada aumentada en las células endoteliales inhibe la angiogénesis. La eliminación de Cox10 impide el cambio metabólico a la oxidación fosforilada en células endoteliales eliminadas de Adrb2, causando angiogénesis y progresión del cáncer (19). Además, COX10 contribuye al abandono de la quiescencia de la célula T y es crítico para la activación de la célula T (20).

Representación esquemática de la cadena de transporte de electrones mitocondrial (CTE). La CTE consta de cinco complejos enzimáticos (I, II, III, IV y V).