Multifunctional cytochrome c: learning new tricks from an old dog

Authors
Álvarez Paggi, Damián Jorge; Hannibal, Luciana; Castro, Maria Ana; Oviedo Rouco, Santiago; Demicheli, Veronica; Tórtora, Veronica; Tomasina, Florencia; Radi Isola, Rafael; Murgida, Daniel Horacio
Publication Year
2017
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Cytochrome c (cyt c) is a small soluble heme protein characterized by a relatively flexible structure, particularly in the ferric form, such that it is able to sample a broad conformational space. Depending on the specific conditions, interactions, and cellular localization, different conformations may be stabilized, which differ in structure, redox properties, binding affinities, and enzymatic activity. The primary function is electron shuttling in oxidative phosphorylation, and is exerted by the so-called native cyt c in the intermembrane mitochondrial space of healthy cells. Under pro-apoptotic conditions, however, cyt c gains cardiolipin peroxidase activity, translocates into the cytosol to engage in the intrinsic apoptotic pathway, and enters the nucleus where it impedes nucleosome assembly. Other reported functions include cytosolic redox sensing and involvement in the mitochondrial oxidative folding machinery. Moreover, post-translational modifications such as nitration, phosphorylation, and sulfoxidation of specific amino acids induce alternative conformations with differential properties, at least in vitro. Similar structural and functional alterations are elicited by biologically significant electric fields and by naturally occurring mutations of human cyt c that, along with mutations at the level of the maturation system, are associated with specific diseases. Here, we summarize current knowledge and recent advances in understanding the different structural, dynamic, and thermodynamic factors that regulate the primary electron transfer function, as well as alternative functions and conformations of cyt c. Finally, we present recent technological applications of this moonlighting protein.
Fil: Álvarez Paggi, Damián Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Hannibal, Luciana. Universitätsklinikum Freiburg; Alemania. Universidad de la República; Uruguay
Fil: Castro, Maria Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Oviedo Rouco, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Demicheli, Veronica. Universidad de la República; Uruguay
Fil: Tórtora, Veronica. Universidad de la República; Uruguay
Fil: Tomasina, Florencia. Universidad de la República; Uruguay
Fil: Radi Isola, Rafael. Universidad de la República; Uruguay
Fil: Murgida, Daniel Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Subject
cytochrome c
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CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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