Roles biológicos del citocromo c, transporte electrónico mitocondrial, muerte celular programada y ganancia de actividad peroxidática

Abstract

El citocromo c (cyt c) es una pequeña proteína monomérica de 13,0 kDa, que posee carga neta positiva a pH fisiológico. En su estructura se destaca un grupo hemo hexa-coordinado siendo la His18 y la Met80 la quinta y sexta posición de coordinación, respectivamente. Es una molécula soluble que se asocia mediante interacciones electrostáticas a la parte externa de la membrana mitocondrial interna, donde cumple una importante función como transportador de electrones entre los complejos III y IV de la cadena respiratoria mitocondrial, formando parte de una de las rutas catabólicas principales que llevan a la generación de ATP. Además, el cyt c participa en otras dos funciones esenciales para la célula: la apoptosis y la peroxidación de la cardiolipina de membrana. La actividad peroxidasa del cyt c es esencial para el inicio de la apoptosis, debido a que provoca la oxigenación específica de la cardiolipina para producir hidroperóxidos de cardiolipina, necesarios para la liberación de otros factores pro-apoptóticos. Durante la apoptosis, el cyt c se libera desde el espacio intermembrana de la mitocondria hacia el citosol, formando un complejo con APAF-1 y ATP, modulando las vías dependientes de caspasas. Esta función del cyt c también es muy importante ya que la muerte celular programada es un proceso celular fundamental para la correcta eliminación de células dañadas, evitando la diseminación de los restos celulares. La presente monografía pretende reunir información sobre estas tres principales funciones del cyt c, que dejan en manifiesto su importancia para la vida celular.

Cytochrome c (cyt c) is a small monomeric protein of 13.0 KDa, which is positively charged at physiological pH. It has an hexa-coordinated heme, being the His18 and Met80 the fifth and sixth coordination position, respectively. It is a soluble molecule that associates through electrostatic interactions to the outer side of the inner mitochondrial membrane where it plays an important role as an electron carrier between complexes III and IV of the mitochondrial respiratory chain, forming part of one of the main catabolic pathways to generate ATP. Furthermore, cyt c is involved in two other essential cell functions: apoptosis and membrane cardiolipin peroxidation. Cyt c peroxidase activity is essential for the initiation of apoptosis leading to the specific oxygenation of cardiolipin by the production of hydroperoxides of cardiolipin, which are required for the release of other pro-apoptotic factors. During apoptosis, cyt c is released from the intermembrane space of mitochondria into the cytosol, where it forms a complex with APAF-1 and ATP, triggering the caspase-dependent machinery. Summarizing, this function of cyt c is very important in programmed cell death. Thus, it is critical for the proper elimination of damaged cells with failing cellular processes, preventing the spread of debris. This monograph aims to gather information on these three main functions of cyt c, stressing their importance for cell life.