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regulation of cytochrome c oxidase contributes to health and optimal life

World Journal of Biological Chemistry 2020年第2期11卷 52-61页

作者： Bernhard Kadenbach Department of Chemistry/Biochemistry Fachbereich ChemiePhilipps-Universität MarburgMarburg D-35043HessenGermany

The generation of cellular energy in the form of ATP occurs mainly in mitochondria by oxidative *** c oxidase(CytOx),the oxygen accepting and rate-limiting step of the respiratory chain,regulates the supply of variable ATP demands in cells by“allosteric ATP-inhibition of CytOx.”This mechanism is based on inhibition of oxygen uptake of CytOx at high ATP/ADP ratios and low ferrocytochrome c concentrations in the mitochondrial matrix via cooperative interaction of the two substrate binding sites in dimeric *** mechanism keeps mitochondrial membrane potentialΔΨm and reactive oxygen species(ROS)formation at low healthy *** signals increase cytosolic calcium leading to Ca^2+-dependent dephosphorylation of CytOx subunit I at the cytosolic side accompanied by switching off the allosteric ATPinhibition and monomerization of *** is followed by increase ofΔΨm and formation of ROS.A hypothesis is presented suggesting a dynamic change of binding of NDUFA4,originally identified as a subunit of complex I,between monomeric CytOx(active state with highΔΨm,high ROS and low efficiency)and complex I(resting state with lowΔΨm,low ROS and high efficiency).

关键词： Cytochrome c oxidase regulation of respiration Allosteric ATP-inhibition NDUFA4 Reversible phosphorylation Efficiency of ATP synthesis Dimerization of cytochrome c oxidase

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