19.10: クリスタ膜のスーパーコンプレックス

ミトコンドリアクリステ膜は、呼吸複合体IからVを介して媒介されるエネルギー変換の酸化的リン酸化(OXPHOS)プロセスの主要な部位です。これらの複合体は何十年にもわたって広く研究されており、呼吸超複合体(SC)と呼ばれる超分子構造を形成することが証明されています。これらの高次錯体は、電子伝達効率を高めながら、個々の錯体の生化学的構造を維持し、生理活性を改善する上で重要である可能性があります。

呼吸鎖スーパーコンプレックスの種類

呼吸器系スーパーコンプレックスは、クリステ膜内で単一のOXPHOS複合体と共存している可能性があります。.多くの異なるタイプのスーパーコンプレックスの中で、コンプレックスIモノマー、コンプレックスIIIダイマー、および1つ以上のコンプレックスIVユニットを含むものは、最も豊富なスーパーコンプレックスであるSC I + III₂ + IV_1-2を形成します。このスーパーコンプレックスは、ユビキノンとシトクロムcの存在下で自律的に呼吸を行うことができるため、「レスピラソーム」としても知られています。

さらに、他の様々な組成物および化学量論の超複合体が存在する可能性があり、その存在量および組成は、代謝および生理学的条件に応じて生物および組織間で異なり得る。例えば、複合体Iは不安定な構造をしており、個々のタンパク質サブユニットに解離することがあります。複合体Iの安定性は、SC I + III₂の複合体IIIダイマーなどの他の複合体との関連に依存します。複合体IIIの喪失につながる遺伝子変異は、複合体Iおよび関連する超複合体の喪失と相関しています。

複合体IIIはまた、スーパーコンプレックス(III₂ + IV_1-2)の複合体IVの1つまたは複数のユニットと安定した会合を形成します。このような単純なスーパーコンプレックスは、コンプレックスIを発現しないSaccharomyces cerevisiaeのような生物に豊富に存在します。このような生物は、主にSC III₂+IV₁およびIII₂+IV₂に加えて、電子が電子伝達鎖に侵入する唯一の入口として機能する複合体IIを含む。

呼吸超複合体は、メガコンプレックスまたは呼吸ストリングと呼ばれるさらに大きな複合体に編成される場合があります。ヒトの呼吸器SCI + III₂ + IVは、円形のMCI₂ + III₂ + IV₂を形成することができます。これらの高次錯体の機能は、まだ研究分野です。