电子传递链复合体ROS生成位点的分子机制研究2025-06-04 08:51:36
在生理条件下，ETC中约有0.2％-2％的电子未正常传递，而是直接泄漏出ETC，与氧气反应生成超氧化物。随后，泄露电子被超氧化物歧化酶歧化为过氧化氢，这类由线粒体产生的含氧的自由基或化合物被称为mROS，其化学性质比分子氧更强。下文我们将详细描述各个复合体产生ROS的位点。在MCI中已确定有两个超氧化物生成位点：1）接受来自NADH的电子的FMN辅因子，2）两个电子从终末铁硫簇转移到辅酶Q的Q结合位点。MCII在IIF位点产生ROS，该位点与琥珀酸脱氢酶相关。在正常条件下，IIF位点产生的ROS可以忽略不计，但在与MCII突变相关的疾病中观察到的ROS增加主要来源于IIF位点。MCIII主要是通过Q循环转移电子，在这个过程中，携带单个电子的半醌可以在MCIII中自由移动，直接将这单个电子泄漏到氧气，通过非酶促反应在IIIQ处形成ROS。在MCIV中，O2与Fea32+结合或当O2呈负极化状态将发生结构变化时可能产生ROS，但MCIV产生ROS的可能性较小。综上所述，ETC上的MCI和MCIII，特别是MCI是线粒体中ROS产生的主要位点，其他的复合体产生的ROS与MCI相比可以被忽略。
值得注意的是当线粒体复合体的亚基或者辅助蛋白失活后会极大地影响ROS水平。有研究表明在不同果蝇组织中，包括上皮组织和血液中，核心亚基NDUFS1或辅助蛋白NDUFB10的失活会导致ROS生成增加。线虫中同样发现NDUFS7或NDUFA11亚基功能的丧失突变也会导致ROS增加。在一项线粒体功能和ROS生成的研究中发现，具有MCI遗传缺陷的病人的皮肤成纤维细胞中ROS水平上升。这些遗传学证据表明线粒体复合体亚基的完整性对于维持细胞内氧化还原平衡具有重要作用，相关基因突变可能导致ROS稳态失衡并引发多种病理过程。
出自《线粒体电子传递链通过活性氧分子调控干细胞命运的机制及应用》 作者:孙玲，陈菲
