Cytochrome

Cytochrome,

 

Singular Cytochrom das, -s, Zytochrome, zu den Hämoproteinen zählende Enzyme, die bei der Zellatmung, bei der Photosynthese und bei anderen biochemischen Vorgängen als Redoxkatalysatoren (Oxidoreduktasen) wirken. Cytochrome kommen in allen lebenden Zellen, gebunden an Zellorganellen (Mitochondrien, Chloroplasten u. a.), vor. Die biologische Funktion der Cytochrome besteht in der Elektronenübertragung, wobei jeweils das zentral liegende Eisenatom der Cytochrommoleküle reversibel oxidiert oder reduziert wird: Fe²⁺ Fe³⁺ + e^-. Nach ihren charakteristischen Absorptionsspektren unterscheidet man drei Hauptgruppen, die Cytochrome a, b und c; von diesen sind bis heute etwa 30 einzelne Enzyme bekannt, die durch Anfügen von Indizes unterschieden werden. Die Cytochrome a und a₃, die auch als Cytochromoxidase (Cytochrom-c-Oxidase, Warburg-Atemferment) zusammengefasst werden, befinden sich in den Mitochondrien aller Zellen; sie bilden das Endglied der Atmungskette und übertragen Elektronen auf den vom Hämoglobin in die Gewebe gebrachten Sauerstoff. Die Cytochrome b und c sind ebenfalls am Elektronentransport der Atmungskette beteiligt, reagieren aber nicht selbst mit dem Sauerstoff.

 

Von den aus knapp 100 Aminosäuren aufgebauten Cytochromen c ist bekannt, dass sie ihre Aminosäuresequenz in den letzten 2 Mrd. Jahren nur wenig verändert haben (geringe Evolutionsgeschwindigkeit). Ähnlichkeiten oder Abweichungen in der Aminosäuresequenz werden daher als Maß für den Verwandtschaftsgrad zweier Tier- oder Pflanzengruppen genommen. Je stärker sich die Aminosäuresequenzen unterscheiden, umso früher haben sich die jeweiligen Gruppen auseinander entwickelt und umso geringer ist der Verwandtschaftsgrad.