19.10: Crista 膜中的超复合物

线粒体嵴膜是通过呼吸复合物 I 到 V 介导的能量转换氧化磷酸化 （OXPHOS） 过程的主要位点。这些复合物已经被广泛研究了几十年，并且已经证明它们形成了称为呼吸超复合物 （SC） 的超分子结构。这些高阶复合物对于维持生化结构和提高单个复合物的生理活性，同时提高电子转移效率可能至关重要。

呼吸链超复合物的类型

呼吸超复合物可能与单个 OXPHOS 复合物共存于嵴膜中。在许多不同类型的超复合物中，含有复合物 I 单体、复合物 III 二聚体和复合物 IV 的一个或多个单元的超复合物形成最丰富的超复合物 – SC I+III₂+IV_1-2。这种超复合物也被称为”呼吸小体”，因为它可以在泛醌和细胞色素 c 存在下自主进行呼吸。

此外，可能存在各种其他组成和化学计量的超复合物，其丰度和组成可能因生物体和组织而异，具体取决于代谢和生理条件。例如，复合物 I 具有不稳定的结构，可能会解离成单个蛋白质亚基。复合物 I 的稳定性取决于它与其他复合物的结合，例如 SC I+III₂ 中的复合物 III 二聚体。导致复合物 III 缺失的基因突变与复合物 I 和相关超复合物的缺失相关。

复合物 III 还与超复合物 （III₂+IV_1-2） 中的一个或多个复合物 IV 单元形成稳定的结合。这种更简单的超复合物在酿酒酵母等不表达复合物 I 的生物体中含量丰富。此类生物体主要包括 SC III₂+IV₁ 和 III₂+IV₂ 以及作为电子进入电子传递链的唯一入口点的复合物 II。

呼吸超复合物可以组织成更大的复合物，称为巨型复合物或呼吸串。人呼吸 SCI+III₂+IV 可形成环状 MCI₂+III₂+IV₂。这些高阶复合物的功能仍然是一个研究领域。