Succinaat-dehydrogenase

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.

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

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:

Succinaat +   FAD   fumaraat + FADH2

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

2e (binnen) + FADH2     2e (buiten) + FAD + 2H+

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

Q + 2H+ + 2e     QH2

ReactieketenBewerken

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

StructuurBewerken

 
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