Arquitetura do QoSite do Complexo Citocromo bc1 submetido à Produção de Superóxido

Embora várias estruturas de raios-X tenham sido determinadas para o complexo citocromo (cyt) bc(1) mitocondrial, nenhuma ainda mostra a posição do substrato, ubiquinol, no sítio de oxidase de quinol (Q(o)). Neste estudo, a interação do oxigênio molecular com o intermediário reativo Q(o) semiquinona é utilizada para investigar o sítio Q(o). Sabe-se há algum tempo que a rotatividade parcial do complexo cyt bc(1) na presença de antimicina A, um inibidor do sítio Q(i), resulta em acúmulo de uma semiquinona no sítio Q(o), que pode reduzir O(2) a superóxido (O(2)(*)(-)). Foi demonstrado mais recentemente que o mixotiazol, que se liga próximo ao heme cyt b(L) no nicho proximal Q(o), também induz a produção de O(2)(*)(-). Neste trabalho, é mostrado que, além do mixotiazol, vários outros inibidores do Q(o) proximal, incluindo (E)-beta-metoxiacrilato-estilbeno, mucidina e famoxadona, também induzem a produção de O(2)(*)(-) no complexo cyt bc(1) de levedura isolado, a aproximadamente 50% do V(max) observado na presença de antimicina A. Propõe-se que inibidores do sítio Q(o) proximal induzem a produção de O(2)(*)(-) porque permitem a formação, mas não a oxidação, da semiquinona no nicho distal da cavidade do sítio Q(o). O K(m) aparente para o ubiquinol no sítio Q(o) na presença de inibidores do sítio Q(o) proximal sugere que o "nicho distal" da cavidade Q(o) pode atuar como um sítio de ligação e oxidação de quinol totalmente independente. Juntamente com as estruturas de raios-X, esses resultados sugerem que o substrato ubiquinol se liga de maneira semelhante à do estigmatelina, com ligações H entre H161 da proteína de ferro-enxofre Rieske e E272 da proteína cyt b. Quando modelados dessa forma, a mucidina e o ubiquinol podem se ligar simultaneamente ao sítio Q(o) com praticamente nenhuma hindrância estérica, enquanto inibidores progressivamente mais volumosos exibem sobreposição crescente. O fato de que a rotatividade parcial do sítio Q(o) seja possível mesmo com inibidores do sítio Q(o) proximal ligados é consistente com a participação de dois nichos funcionais separados de ligação Q(o), ocupados simultaneamente ou sequencialmente.