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チトクロムc酸化酵素とは?

ちとくろむしーさんかこうそ

チトクロムc酸化酵素とは、細胞のミトコンドリアで酸素を利用してエネルギーを生産する呼吸鎖の最終酵素です。

チトクロムc酸化酵素(cytochrome c oxidase)は、ミトコンドリア内膜に存在する酵素複合体(複合体IV)で、細胞好気的呼吸(酸化的リン酸化)の最終段階を担う重要なタンパク質です。COXまたはCCOとも略されます。

この酵素は、電子伝達鎖(呼吸鎖)においてチトクロムcから受け取った電子を最終的に酸素分子に渡し、水(H₂O)を生成します。この反応と同時に、プロトン(水素イオン)をミトコンドリアのマトリックス側から膜間腔側へ汲み出すポンプとしても機能し、その濃度勾配がATP合成酵素を動かしてATP(細胞のエネルギー通貨)を産生させます。

チトクロムc酸化酵素の特徴は以下のとおりです。

  • 鉄(ヘム)と銅を含む金属タンパク質で、電子の受け渡しに金属イオンを利用する
  • 哺乳類では13のサブユニットから成り、核ゲノムとミトコンドリアゲノム両方にコードされる
  • 一酸化炭素(CO)やシアン化物(青酸)によって強力に阻害され、細胞死の原因となる

この酵素の機能異常はミトコンドリア病や神経変性疾患(アルツハイマー病など)との関連が報告されており、生命を維持するエネルギー産生の要として基礎医学・薬学の研究対象となっています。

使い方・例文

「青酸中毒はチトクロムc酸化酵素の阻害によって細胞が酸素を利用できなくなることで起きる」という形で、医学・生化学の文脈で登場します。

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