Sukcinát dehydrogenáza (SDH), též mitochondriální komplex II (CII) nebo sukcinát-ubichinon oxidoreduktáza (SQR) je enzymatický komplex přítomný v mitochondriích eukaryot a v bakteriálních buňkách. Tento komplex katalyzuje oxidaci sukcinátu na fumarát za současné redukce ubichinonu na ubichinol.^[1] Sukcinát dehydrogenáza je tedy řazena mezi oxidoreduktázy. SDH ale zároveň dodává elektrony ze sukcinátu do elektron transportního řetězce. Díky tomu tvoří pomyslnou křižovatku mezi dvěma pro buňku nezbytnými energetickými procesy - citrátovým (Krebsovým) cyklem a dýchacím řetězcem. SDH je také jediným enzymem citrátového cyklu, který není volně v mitochondriální matrix, ale je ukotven ve vnitřní membráně mitochondrií.^[2]

Struktura

Sukcinát dehydrogenáza se skládá ze čtyř různých podjednotek označených jako SDHA, SDHB, SDHC a SDHD (Obrázek 1). Sestavený komplex obsahuje dvě morfologicky odlišné části - hydrofilní část tvořenou SDHA a SDHB, kde dochází k enzymatické aktivitě, a hydrofobní část z podjednotek SDHC a SDHD, která ukotvuje celý komplex ve vnitřní mitochondriální membráně.^[3]

SDHA je flavoproteinem, obsahuje tedy kovalentně navázaný kofaktor flavin adenin dinukleotid (FAD), což je derivát vitamínu B₂ (riboflavinu). Důležitým kofaktorem podjednotky SDHB jsou tři Fe-S klastry , a . SDHB spojuje katalytickou podjednotku SDHA s hydrofobní kotvou, která je tvořena z pojednotek SDHC a SDHD, mezi něž je vložena molekula hemu b, která zřejmě slouží ke stabilizaci (Obrázek 1).^[4]

Kromě vazebného místo pro sukcinát (na podjednotce SDHA) obsahuje sukcinát dehydrogenáza hlavní vazebné místo pro ubichinon na pomezí podjednotek SDHB, SDHC a SDHD (Obrázek 1).

Skládání a maturace

Všechny podjednotky sukcinát dehydrogenázy jsou kódovány v jaderném genomu, musí být tedy po translaci translokovány do mitochondriální matrix, kde dochází k poskládání celého komplexu. Na podjednotku SDHA je po přesunu do mitochondrie kovalentně navázán kofaktor FAD, k čemuž je zapotřebí dalšího proteinu - asemblačního faktoru sukcinát dehydrogenázy 2 - SDHAF2. Další asemblační faktor - SDHAF4 - chrání monomerní podjednotku SDHA a napomáhá jejímu spojení s SDHB.^[4]

Do podjednotky SDHB jsou mitochondriálními proteinovými komplexy vloženy Fe-S klastry, které jsou ovšem náchylné na působení kyslíkových radikálů, dokud není celý komplex SDH poskládán. K její ochraně před radikály slouží další dva asemblační faktory - SDHAF1 a SDHAF3.^[4] Žádný z výše zmíněných asemblačních faktorů ovšem není součástí maturované funkční SDH.

Nakonec je dimer SDHA-SDHB spojen s hydrofobními podjednotkami SDHC a SDHD, mezi něž je neznámým způsobem vložena molekula hemu b.

Mechanismus funkce

Enzymatická funkce sukcinát dehydrogenázy spočívá v katalýze oxidace sukcinátu a následném přenosu elektronů na molekulu ubichinonu (Obrázek 3). Molekula sukcinátu je vodíkovými vazbami stabilizována v aktivním místě podjednotky SDHA. Jeden z uhlíků molekuly sukcinátu je poté deprotonován a kofaktor FAD přijme hydrid z dalšího uhlíku molekuly. Tím ze sukcinátu vzniká fumarát a FAD je redukován na FADH₂ (Obrázek 4).

Elektrony z molekuly FADH₂ jsou poté přesouvány mezi jednotlivými Fe-S klastry podjednotky SDHB až do ubichinon vazebného místa. Poslední klastr poté předává elektrony na ubichinon, který je redukován na ubichinol. Ten dále přenáší elektrony v rámci dýchacího řetězce.

Činnost enzymu je inhibována malonátem, který má totiž podobnou stavbu jako sukcinát a působí tak kompetitivně inhibičně.^[2] Také oxalacetát má inhibiční účinky.^[5]

Reference

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Sukcinátdehydrogenáza na Wikimedia Commons