Fernreichende protonengekoppelte Elektronentransfer in der biologischen Energieumwandlung: hin zu einem mechanistischen Verständnis des respiratorischen Komplexes I

Die biologische Energieumwandlung wird von effizienten Enzymen angetrieben, die Protonen und Elektronen über große Distanzen einfangen, speichern und übertragen. Jüngste Fortschritte in der strukturellen Biologie haben atomare Blaupausen dieser bemerkenswerten molekularen Maschinen bereitgestellt, die zusammen mit biochemischen, biophysikalischen und rechnerischen Experimenten es uns ermöglichen, zum ersten Mal detaillierte Mechanismen der Energietransduktion abzuleiten. Hier präsentiere ich eine der kompliziertesten und am wenigsten verstandenen Arten von biologischen Energieumwandlungsmaschinen, dem respiratorischen Komplex I, und wie seine redoxgesteuerte Protonenpumpe den Ladungstransfer über Entfernungen von etwa 300 Å katalysiert. Nach der Diskussion der funktionalen Elemente von Komplex I wird ein mutmaßliches mechanistisches Modell für seinen Effekt der Fernwirkung vorgestellt, und funktionale Parallelen werden zu anderen redox- und lichtgesteuerten Ionenpumpen gezogen.