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Ubichinon oder Coenzym Q (kurz Q) ist ein Chinonderivat mit lipophiler Isoprenoid-Seitenkette, das bei der oxidativen Phosphorylierung (Atmungskette) als Elektronenüberträger in der inneren Mitochondrienmembran zwischen Komplex I bzw. Komplex II und Komplex III vermittelt. Der vollständig reduzierte Zustand des Coenzyms heißt Ubichinol.
Den Namen "Ubichinon" verdankt die Verbindung der Tatsache, dass diese in biologischen Zellen allgegenwärtig (ubiquitär) vorhanden ist.
Häufig wird die Länge der Isoprenoideinheiten in der Seitenkette als Subskript vermerkt; Q10 steht z.B. für die beim Menschen häufigste Form mit 10 Isoprenoideinheiten.
Ubichinon in der Atmungskette
Die Atmungskette ermöglicht den Transfer von Elektronen auf Sauerstoff bei gleichzeitiger Synthese biochemischer Energie in Form von ATP. Diese Reaktionsfolge (die gelegentlich als "kontrollierte Knallgasreaktion" bezeichnet wird) besteht aus lokalisierten Membranproteinen (den Komplexen I - V) und mobilen Komponenten (Ubichinon, Cytochrom c). Letztere dienen als Shuttlesystemen zwischen den Komplexen (Ubichinon vermittelt, wie erwähnt, zwischen den Komplexen I-III und Cytochrom c zwischen den Komplexen III und IV).
Die Redoxäquivalente (Elektronen) und Wasserstoffionen (Protonen) haben ihren Ursprung im NADH+H+ bzw. im des Citratzyklus (Komplex II). Die Elektronen werden in mehreren Schritten weitergereicht, bevor sie an der Cytochrom c Oxidase (Komplex IV) unter Wasserbildung auf molekularen Sauerstoff übertragen werden.
Ubichinon kommt hierbei eine besondere Rolle zu: es akzeptiert in zwei Schritten einzelne Elektronen. Das erste Elektron wird im aromatischen Ringsystem, delokalisiert, wobei formal ein Semichinon-Radikal entsteht. Aufnahme des zweiten Elektrons lässt das Hydrochinon entstehen, d.h. ermöglicht die Bindung zweier Protonen. Diese Vorgänge sind innerhalb der Atmungskette im Q-Zyklus von Bedeutung.
Da es Hinweise gibt, dass bei der Behandlung mit Cholesterinsynthesehemmern auch die Q10-Synthese gehemmt wird, wird die Substanz gelegentlich zur gleichzeitigen Gabe empfohlen, um Mangel zu verhindern.
Abbildung: Ubichinon als Elektronen- und Protonen-Shuttlesystem. Ubichinon (links) wird durch sukzessive Aufnahme zweier Elektronen aus Eisen-Schwefel-Proteinen der Atmungskette zum Hydrochinon (rechts). Durch Abgabe von Elektronen (u.a. an Cytochrom c) kehrt dieses in die Chinonform zurück. In Mitochondrien gelangen die dabei freigesetzten Wasserstoffatome als Protonen in den Intermembranraum.
Literatur
- Thomas Spengler: Gesundheit durch Vitalstoffe. Selbstverlag, 2004, ISBN 3-00-012604-X
Siehe auch
Chemiosmotische Kopplung
Weblinks
Biochemie | Stoffwechsel | Chemische Verbindung
Коензим Q | Coenzyme Q | Ubikinoni | Coenzyme Q | ユビキノン | Ubichinon
"Ubichinon"