Os Supercomplexos na Membrana das Cristas

A membrana das cristas mitocondriais é o local principal para o processo de fosforilação oxidativa (OXPHOS) de conversão de energia mediado pelos complexos respiratórios I a V. Esses complexos têm sido amplamente estudados há décadas e está comprovado que formam estruturas supramoleculares chamadas supercomplexos respiratórios (SC). Estes complexos de ordem superior podem ser cruciais na manutenção da estrutura bioquímica e na melhoria da atividade fisiológica dos complexos individuais, ao mesmo tempo que aumentam a eficiência da transferência de eletrons.

Tipos de supercomplexos da cadeia respiratória

Os supercomplexos respiratórios podem coexistir com complexos OXPHOS únicos na membrana das cristas. Entre os muitos tipos diferentes de supercomplexos, aqueles contendo monômero do complexo I, dímero do complexo III e uma ou mais unidades do complexo IV formam o supercomplexo mais abundante - SC I+III₂+IV_1-2. Este supercomplexo também é conhecido como “respirassomos” porque pode realizar a respiração de forma autônoma na presença de ubiquinona e citocromo c.

Além disso, podem existir supercomplexos de várias outras composições e estequiometrias, cuja abundância e composição podem variar entre organismos e tecidos dependendo das condições metabólicas e fisiológicas. Por exemplo, o complexo I tem uma estrutura instável e pode dissociar-se em subunidades proteicas individuais. A estabilidade do complexo I depende da sua associação com outros complexos, como o dímero do complexo III em SC I+III₂. Mutações genéticas que levam à perda do complexo III estão correlacionadas com a perda do complexo I e dos supercomplexos associados.

O complexo III também forma uma associação estável com uma ou múltiplas unidades do complexo IV no supercomplexo (III₂+IV_1-2). Esses supercomplexos mais simples são abundantes em organismos como Saccharomyces cerevisiae, que não expressam o complexo I. Tais organismos compreendem principalmente SC III₂+IV₁ e III₂+IV₂, além do complexo II que serve como único ponto de entrada de elétrons na cadeia de transporte de elétrons.

Os supercomplexos respiratórios podem ser organizados em complexos ainda maiores, chamados megacomplexos, ou cadeias respiratórias.O SCI+III₂+IV respiratório humano poderia formar um MCI₂+III₂+IV₂ circular. A função desses complexos de alta ordem continua sendo uma área de pesquisa ativa.