시토크롬 c

Cytochrome c
CYCS
Cytochrome C.png
사용 가능한 구조
PDBOrtholog 검색: PDBe RCSB
식별자
에일리어스CYCS, CYC, HCS, THC4, 시토크롬c, 체세포, 시토크롬c, 세포c
외부 IDOMIM: 123970 MGI: 88578 HomoloGene: 133055 GeneCard: CYCS
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

54205

13063

앙상블

ENSG00000172115

ENSMUSG000063694

유니프로트

P99999

P62897

RefSeq(mRNA)

NM_018947

NM_007808

RefSeq(단백질)

NP_061820

NP_031834

장소(UCSC)Chr 7: 25.12 ~25.13 MbChr 6: 50.54 ~50.54 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집
시토크롬 c의 헴 보철기. 철 원자와 배위된 강체 포르피린 고리로 구성됩니다.

시토크롬 복합체 또는 세포 c는 미토콘드리아의 내막과 느슨하게 연관되어 있는 작은 혈단백질이다.그것은 시토크롬 c 계열의 단백질에 속하며 세포자멸에 중요한 역할을 한다.시토크롬 c는 다른 시토크롬과 달리 수용성이 매우 높고, 하나의 전자를 운반하는 호흡 전자전달계의 필수적인 구성요소이다.철 원자가 철과 철 사이를 전환하기 때문에 산화 및 환원될 수 있지만 산소와 결합하지는 않습니다.그것은 복합체 III(Coenzyme Q – Cyt c 환원효소)와 IV(Cyt c 산화효소) 사이에서 전자를 전달한다.인간에서 시토크롬c는 CYCS [5][6]유전자에 의해 암호화된다.

종 분포

시토크롬 c는 식물, 동물, 그리고 많은 단세포 유기체에서 발견되는 종의 스펙트럼에 걸쳐 고도로 보존된 단백질이다.이것은 작은 크기(분자량 약 12,000 달톤)[7]와 함께 분지학 [8]연구에 유용합니다.시토크롬 c는 진화생물학을 엿보기 위해 연구되어 왔다.

시토크롬c는 약 100개의 아미노산으로 이루어진 1차 구조를 가지고 있다.많은 고차 생물들은 104개의 아미노산 [9]사슬을 가지고 있다.인간의 시토크롬 c의 배열은 침팬지와 동일하지만 [10]말과 다르다.

시토크롬 c는 진핵생물에서 보존성이 높은 아미노산 배열을 가지고 있으며, 몇 개의 잔류물만 다를 뿐이다.한 연구에서 테스트된 30개 이상의 종에서, 104개의 아미노산 중 34개가 보존되었다(특징 위치에서 [11]동일).예를 들어, 인간 시토크롬 산화효소는 시험관 내 밀 시토크롬 c와 반응했으며,[11] 이는 모든 시험종 쌍에 해당되었다.또한 +0.25V의 산화 환원 전위는 연구된 [11]모든 시토크롬 c 분자에서 동일합니다.

구조.

우주 [12]공간의 미소 중력 조건에서 액체-액체 확산에 의해 성장한 튜나피쉬 시토크롬 c 결정(길이 약 5mm).

시토크롬c는 c형 시토크롬패밀리의[13] 클래스 I에 속하며 헴을 [14]결합하는 특징적인 CXCH(시스테인-애니-시스테인-히스티딘) 아미노산 모티브를 포함한다.이 모티브는 펩타이드 사슬의 N 말단에 위치하며 헴 철의 5번째 배위자로 히스티딘을 포함한다.여섯 번째 배위자는 C 말단을 향해 발견된 메티오닌 잔기에 의해 제공됩니다.단백질 골격은 N 말단에서 C 말단으로 번호가 매겨진 5개의 α-나선으로 접혀 있다.헬리클 α3, α4, α5는 미토콘드리아 시토크롬 [15]c에 대하여 각각 50s, 60s, 70s 헬리클이라고 한다.

헤메시

헴 c의 구조

대부분의 헴 단백질이 철 이온 결합 및 3차 상호작용을 통해 보철기에 결합되는 반면, 시토크롬 c의 헴 그룹은 단백질의 [16]2개의 시스테인 측쇄와 티오에테르 결합을 만든다.시토크롬 c가 다양한 기능을 가질 수 있도록 하는 헴 c의 주요 특성 중 하나는 본질적으로 다른 환원 전위를 가질 수 있는 능력이다.이 성질은 전자 전달 [17]반응의 동력학과 열역학을 결정합니다.

쌍극자 모멘트

쌍극자 모멘트는 단백질을 적절한 방향으로 향하게 하고 다른 [18][19]분자와 결합하는 능력을 향상시키는데 중요한 역할을 합니다.시토크롬 c의 쌍극자 모멘트는 [19]효소의 "등"에 있는 음전하 아미노산 곁사슬의 군집으로부터 비롯된다.결합 헴군의 수나 배열의 변화에도 불구하고 척추동물 시토크롬 c의 쌍극자 모멘트는 현저하게 보존된다.예를 들어 척추동물 시토크롬 c는 모두 약 320debye의 쌍극자 모멘트를 가지며, 식물과 곤충의 시토크롬 c는 약 340debye의 [19]쌍극자 모멘트를 가진다.

기능.

시토크롬 c는 미토콘드리아에 있는 호흡 전자전달계의 구성요소이다.시토크롬 c의 헴 그룹은 bc 복합체1 III로부터 전자를 받아 복합체 IV로 운반하는 한편 반대 방향으로 에너지를 전달합니다.시토크롬c는 또한 아포토시스 시작에 관여한다.세포질에 세포크롬c가 방출되면 단백질은 아포토시스단백질가수분해효소활성화인자-1(Apaf-1)[5]과 결합한다.

시토크롬c는 히드록실화, 방향산화 등 여러 가지 레독스 반응을 촉매할 수 있으며, 2,2-아지노비스(3-에틸벤츠티아졸린-6-술폰산)(ABTS), 2-케토-4-티오메틸부틸산 및 4-아미노안티린 등 다양한 전자공여자의 산화에 의해 과산화효소 활성을 나타낸다.

세균성 시토크롬c는 아질산 [20]환원효소로서 기능한다.

아포토시스에서의 역할

시토크롬 c는 또한 1996년 왕샤오동에 의해 발달 과정에서 또는 감염이나 DNA [21]손상에 반응하여 세포를 죽이는 데 사용되는 조절된 형태의 세포사망인 아포토시스(apoptosis)에서 중간 역할을 한다는 것을 발견했다.

시토크롬c는 미토콘드리아 내막의 카르디올리핀에 결합하여 존재감을 고정시키고 미토콘드리아 밖으로 방출되어 아포토시스를 개시하는 것을 막는다.시토크롬 c의 극도의 양의 전하로 인해 카르디올리핀과 시토크롬 c 사이의 초기 흡인은 정전적이지만, 최종 상호작용은 소수성이다. 여기서 카르디올리핀의 소수성 꼬리는 시토크롬 c의 소수성 부분에 삽입된다.

아포토시스 초기 단계에서 미토콘드리아 ROS 생산이 촉진되고, 카르디올리핀-시토크롬 c 복합체의 페르옥시다아제 기능에 의해 카르디올리핀이 산화된다.그리고 나서 혈단백질은 미토콘드리아 내막에서 분리되고 [22]외막의 모공을 통해 수용성 세포질로 돌출될 수 있다.

칼슘의 지속적인 증가는 세포 c가 미토콘드리아에서 방출되기 전에 일어난다.소량의 세포 c의 방출은 소포체(ER)의 IP3 수용체(IP3R)와의 상호작용으로 이어져 ER 칼슘 방출을 일으킨다.칼슘의 전반적인 증가는 세포 c의 대량 방출을 유발하며, 세포 c는 양성의 피드백 루프에서 작용하여 IP3Rs를 [23]통한 ER 칼슘 방출을 유지합니다.이것은 ER 칼슘 방출이 세포독성 수준에 도달할 수 있는 방법을 설명해준다.시토크롬 c의 방출은 차례로 시스테인 단백질 분해효소인 카스파아제 9를 활성화한다.이어서 Caspase 9는 Caspase 3과 Caspase 7을 활성화 할 수 있으며, Caspase 7은 내부에서 셀을 파괴하는 역할을 한다.

아포토시스 억제

세포자멸이 활성화되는 방법 중 하나는 미토콘드리아에서 세포로 시토크롬c를 방출하는 것이다.Bcl-x를L 이용한 [24]시토크롬c의 방출을 차단함으로써 세포들이 아포토시스로부터 스스로를 보호할 수 있다는 연구결과가 나왔다.세포들이 아포토시스를 제어할 수 있는 또 다른 방법은 시토크롬c를 항아포토시스위치로 [25]바꾸는 Tyr48의 인산화이다.

항산화효소로서

시토크롬 c에 의한 O 및 HO22 제거2−

최근 연구에 따르면 시토크롬 c는 전자전달망과 세포자멸에서 잘 알려진 역할 외에도 미토콘드리아에서 항산화 효소로 작용할 수 있다. 이는 미토콘드리아에서 [26]슈퍼옥사이드(O2–)와 과산화수소(HO22)를 제거함으로써 그렇게 한다.따라서 세포호흡을 위해 미토콘드리아에서 시토크롬c가 필요할 뿐만 아니라 미토콘드리아에서도 O와22 [26]HO의 생산을2– 제한하기 위해 필요하다.

미토콘드리아외 국재

시토크롬 c는 정상적인 생리 [27]조건 하에서 미토콘드리아 막간 공간에만 국한된 것으로 널리 알려져 있다.미토콘드리아에서 시토크롬 c가 단백질 분해효소의 카스파아제 패밀리를 활성화하는 시토졸로 방출되는 것은 아포토시스의 [28]시작을 이끄는 주요 트리거로 여겨진다.미토콘드리아에서 세포로, 그리고 세포에서 배양배지로 누출되는 세포크롬c의 양을 측정하는 것은 아포토시스 [29][30]정도를 감시하는 민감한 방법이다.그러나 시토크롬 c 특이 항체를 사용하는 쥐 조직 단면을 가진 상세한 면역전자현미경 연구는 정상적인 세포 조건 하의 시토크롬 c가 경막외 [31]위치에도 존재한다는 설득력 있는 증거를 제공한다.췌장아신세포와 뇌하수체 전엽에서는 각각 시토크롬c의 강하고 특이적인 존재가 자이모겐과립과 성장호르몬과립에서 검출되었다.췌장에서도 시토크롬c가 응축포와 내강에서도 발견되었다.시토크롬c의 심외 국재성은 [31]정제된 시토크롬c와 1차 항체가 흡착되면서 완전히 폐지되어 특이적으로 나타났다.시토크롬c 외에 미토콘드리아 [32][33][34]DNA에 의해 코드된 단백질을 포함한 다수의 다른 단백질에 대해서도 시토크롬c 외에 미토콘드리아 외 국재화가 관찰되고 있다.이것은 미토콘드리아에서 다른 세포 [34][35]목적지로의 단백질 전이를 위한 아직 확인되지 않은 특정 메커니즘의 존재 가능성을 제기한다.

적용들

초산화물 검출

과산화질산

시토크롬 c는 생물학적 시스템에서의 과산화물 생성을 검출하기 위해 사용되어 왔다.슈퍼옥시드가 생성됨에 따라 산화 시토크롬c의3+ 수가 증가하고 환원 시토크롬c가2+ [36]감소한다.그러나 슈퍼옥시드는 종종 일산화질소와 함께 생산된다.산화질소의 존재하에서는 시토크롬c의3+ 축소가 [37]억제된다.이것은 산화질소와 과산화물의 [37]반응을 통해 만들어진 중간체인 과산화질산에 의해 시토크롬2+ c에서 시토크롬3+ c로 산화된다.미토콘드리아에 퍼옥시니트라이트 또는22 HO와 이산화질소의2 존재는 시토크롬c의 티로신 잔기를 질화시켜 전자전달계에서 [38]시토크롬c의 전자담체로서의 기능을 방해하기 때문에 치명적일 수 있다.

촉매 활성 효소로서

시토크롬 C는 또한 페르옥시다아제 유사 활성을 가진 효소로 널리 연구되어 왔다.시토크롬C는 과산화효소 [39][40]활성을 시험하기 위해 하전 폴리머와 결합되었다.단백질 기반 케이지 구조(예: Carboxysomes, Feritin 및 Encapsulin)에서의 효소 캡슐화의 자연 사례에서 영감을 얻어, 시토크롬 C는 키메라 자가 조립 접근법을 사용하여 영양소 결핍 세포(Dps) 단백질 케이지에서 9 nm의 작은 자가 조립 DNA 결합 단백질에 캡슐화되었습니다.저자들은 단백질 케이지 안에 효소를 봉입할 때 용액 속의 효소와 다른 독특한 촉매 활성 행동을 관찰했다.이는 [41]벌크와는 다른 Dps 나노카지 내부 공동이 제공하는 국소 미세 환경 때문으로 분석됐다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크

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