Succinaat-dehydrogenase

Model van het succinaat-dehydrogenase van de kip. In het membraan de subeenheden SdhA (groen), SdhB (cyaan), SdhC (magenta) en SdhD (geel).

Schema van het elektronentransport in het complex II

Het enzym succinaat-dehydrogenase (SDH) met de systematische naam ubichinon-oxidoreductase, ook complex II genoemd, is een enzymcomplex, dat uit vier subeenheden bestaat. Het heeft een massa van 140 kDa.

Succinaat-dehydrogenase is het enige membraangebonden eiwit dat deel uitmaakt van de citroenzuurcyclus en de ademhalingsketen en een tweede toegangspoort tot de oxidatieve fosforylering. Het katalyseert de stap waarbij succinaat wordt geoxideerd naar fumaraat. Daarbij worden twee protonen en twee energierijke elektronen overgedragen naar FAD, zodat FADH2 ontstaat. Via de ijzer-zwavelcentra in succinaat-dehydrogenase worden de elektronen van FADH2 overgedragen aan ubichinon/co-enzym Q. Ook hierbij wordt ubichinol gevormd, dat diffundeert naar complex III. In tegenstelling tot de complexen I, III en IV pompt complex II geen protonen naar de inter-membranaire ruimte (IMR) en draagt zo dus niet bij aan de productie van ATP.

De oxidatie van succinaat in fumaraat met FAD als oxidator:

+   FAD   ${\displaystyle \rightleftharpoons }$ + FADH₂

met een gelijktijdig transport van twee elektronen over de membraangrens van het mitochondrion:

2e^− (binnen) + FADH₂   ${\displaystyle \rightleftharpoons }$   2e^− (buiten) + FAD + 2H^+

met behulp van deze elektronen wordt ubichinon (co-enzym Q10) in ubichinol gereduceerd:

Q + 2H^+ + 2e^−   ${\displaystyle \rightleftharpoons }$   QH₂

Reactieketen

De oxidatie van succinaat in fumaraat met FAD als oxidator en ubichinon (rechtsonder) omgezet in ubichinol (rechtsboven)

Structuur

Model van succinaat-dehydrogenase, de cofactoren weergegeven als molecuulmodellen van boven naar beneden: heem, ubichinon (roze), 3Fe4S, 4Fe4S, 2Fe2S, FAD (rood) met substraat succinaat (zwart).

Evolutionair is het flavoproteïne de oudste subeenheid en homologe proteïnen komen daarom veel voor in bacteriën. Met de evolutie van de Eukaryoten kwam het ijzer-zwavel-proteïne erbij en met het erbij komende cytochroom van de Gewervelden werd het complex in het membraan verankerd.[1]

Mutaties in een van de vier coderende genen kunnen bij mensen een erfelijke stofwisselingsziekten veroorzaken (zie tabel).[2][3][4][5] Het proteïne bestaat bij mensen uit vier proteïnesubeenheden (zie tabel).

Gen	Proteïne	Aantal aminozuren	UniProt[6]	OMIM[7]	Aandoening
SDHA	Flavoproteïne-subeenheid	621	P31040[8]	600857[9]	Complex-II-deficiëntie
SDHB	IJzer-zwavel-proteïne-subeenheid	252	P21912[10]	185470[11]	feochromocytoom, paraganglioom, Carney-Stratakis-syndroom
SDHC	Cytochroom-b560-subeenheid	140	Q99643[12]	602413[13]	4 Isovormen; paraganglioom, Carney-Stratakis-syndroom
SDHD	Cytochroom-b560-subeenheid	103	O14521[14]	602960[15]	feochromocytoom, paraganglioom, Carney-Stratakis-syndroom, Syndroom van Leigh en darmkanker

Bronnen, noten en/of referenties

1. Fumarate reductase / succinate dehydrogenase FAD-bindings site
2. http://www.uniprot.org/uniprot/P31040 Uniprot P31040
3. http://www.uniprot.org/uniprot/P21912 Uniprot P21912
4. http://www.uniprot.org/uniprot/Q99643 Uniprot Q99643
5. http://www.uniprot.org/uniprot/O14521 Uniprot O14521
6. http://www.uniprot.org/uniprot/
7. http://omim.org/
8. http://www.uniprot.org/uniprot/P31040
9. http://omim.org/entry/600857
10. http://www.uniprot.org/uniprot/P21912
11. http://omim.org/entry/185470
12. http://www.uniprot.org/uniprot/Q99643
13. http://omim.org/entry/602413
14. http://www.uniprot.org/uniprot/O14521
15. http://omim.org/entry/602960