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Complex II (Succinate dehydrogenase)

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Complex II — Succinate Dehydrogenase

개요

Succinate dehydrogenase (Complex II)는 Citric Acid Cycle의 한 단계(succinate → fumarate)를 촉매하는 동시에, 전자를 ETC에 공급하는 이중 역할을 가진 유일한 효소이다.

  • 위치: 미토콘드리아 crista membrane에 embedded
  • 기능: succinate 산화 시 포획한 전자를 ubiquinone으로 전달
  • Proton pumping: 없음 — 직접적인 proton-motive force 기여 없음

구조

Figure 14-26: Succinate dehydrogenase 구조. Sdh1(FAD 포함), Sdh2(3개의 iron-sulfur cluster), 막 내 구성요소(heme 포함) 4개 소단위로 구성.

4개의 소단위로 구성:

소단위특징
Sdh1공유결합된 FAD cofactor 포함. Succinate로부터 직접 전자 수용
Sdh23개의 iron-sulfur cluster 포함 → ubiquinone으로 전자 전달
막 구성요소 (2개)기능 불명의 heme 포함

반응 메커니즘

Succinate (matrix)
    ↓  [Sdh1의 FAD가 전자 수용]
FADH₂
    ↓  [3개의 iron-sulfur cluster를 통해]
Ubiquinone (Q)
    ↓
Ubiquinol (QH₂) → Complex III로 이동
  • Succinate → Fumarate: Citric Acid Cycle step 6
  • FAD가 NAD+가 아닌 직접적인 전자 수용체로 작용 → NADH를 거치지 않음
  • 따라서 Complex I을 우회하여 ubiquinone pool에 진입

ETC에서의 위치

  • Complex I (NADH dehydrogenase)과 마찬가지로 electrons를 ubiquinone으로 전달하기 때문에 “Complex II”로 명명됨
  • FADH₂ 경유 경로이므로 proton pumping 없음 → NADH보다 적은 ATP 생산
    • FADH₂: ~1.5 ATP per electron pair (vs. NADH ~2.5 ATP)

참고: Fatty acid oxidation의 β-oxidation step 1에서도 FADH₂가 생성되어 마찬가지로 ubiquinone으로 직접 전달됨.

질환과의 관련성

  • 다른 3개의 respiratory complex와 달리, Complex II의 활성 감소를 유발하는 돌연변이는 **특정 유형의 암(cancer)**과 연관됨
  • Assembly factor 결손 돌연변이도 Complex II 결함을 일으킬 수 있음

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