Overview

사이토크롬 c를 포함하여 총 91개의 polypeptides가 산화적 인산화(OXPHOS)에 직접적으로 관여합니다.

이 polypeptides는 핵 유전자와 미토콘드리아(mt) 유전자 모두에 의해 코딩됩니다.

효율적인 OXPHOS를 위해서는 추가적인 단백질들이 필요한데, 여기에는 mtDNA의 안정성, 복제 및 전사에 관여하는 단백질,

미토콘드리아 리보솜, 헴, 플라빈 및 비헴 철 보조인자를 합성하는 단백질, 그리고 각 복합체의 조립에 관여하는 여러 단백질들이 포함됩니다.

총 300개에 가까운 단백질이 효율적인 OXPHOS 활성에 필요합니다.

산화적 인산화의 전체 과정은 DNA 수준에서의 전사 조절, RNA 수준 및 안정성을 통한 번역 효과, 기질 피드백 억제,

그리고 인산화 및 아세틸화를 포함한 번역 후 변형에 의해 엄격하게 조절됩니다.

Disease associations with OXPHOS pathway defects

복합체 I~IV를 통한 비효율적인 전자 전달은 에너지 대사 손실과 다양한 효소(특히 복합체 I, II, III) 손상으로 인한

독성 활성산소종(ROS) 생성으로 인해 여러 질병을 유발합니다. 복합체 V의 결함 또한 미토콘드리아 기능 장애의 원인이 됩니다.

5가지 복합체 각각의 결핍으로 인한 선천성 대사 이상 질환(산화적 인산화 질환)은 신생아 5,000명당 1명꼴로 발생합니다.

핵 유전자와 미토콘드리아 유전자 모두에서 돌연변이가 산화적 인산화 질환을 유발할 수 있습니다.

이 중 복합체 I과 복합체 IV 결핍이 가장 흔하며, 복합체 III 결핍은 드뭅니다.

많은 후기 발병 질환과 노화 과정 자체가 산화적 인산화 기능 장애와 관련이 있는 것으로 여겨집니다.

복합체 I 기능 장애는 당뇨병뿐만 아니라 파킨슨병, 정신분열증을 포함한 여러 신경계 질환의 원인이 되는 것으로 생각됩니다.

복합체 II 결핍은 부신경절종이라는 암의 일종에서 발견됩니다.

알츠하이머병에서는 복합체 IV의 유전적 변형이 발견되며, 저산소성 암세포에서는 이 복합체의 양이 감소한다는 보고도 있습니다.

다양한 종류의 약물이 산화적 인산화(OXPHOS)를 억제하는 것으로 알려져 있습니다.

5가지 OXPHOS 복합체의 양과 활성을 모니터링하는 것은 에너지 결핍을 동반하는 질병을 진단하고 특성화하는 데 매우 중요합니다.

이러한 분석법은 신약 개발 및 약물 독성 연구의 핵심 요소가 되어야 합니다.