La estructura correcta del hemo C fue publicada, a mediados del siglo XX, por el bioquímico sueco K.-G. Pablo. [1] Este trabajo confirmó la estructura inferida por primera vez por el gran bioquímico sueco Hugo Theorell . La estructura del hemo C, basada en experimentos de RMN e IR de la forma reducida de Fe (II) del hemo, se confirmó en 1975. [2] La estructura del hemo C, incluida la configuración estereoquímica absoluta sobre los enlaces tioéter, se confirmó por primera vez . presentado para la proteína de vertebrados, el citocromo c [3] y ahora se extiende a muchas otras proteínas que contienen hemo C.
El hemo C difiere del hemo B en que las dos cadenas laterales de vinilo del hemo B se reemplazan por enlaces covalentes de tioéter a la apoproteína . Los dos enlaces tioéter se realizan normalmente mediante residuos de cisteína de la proteína. Estos enlaces no permiten que el hemo C se disocie fácilmente de la holoproteína , el citocromo c , en comparación con el hemo B que se disocia más fácilmente y que puede disociarse de la holoproteína, el complejo hemo-proteína, incluso en condiciones leves. Esto permite una gama muy amplia de estructuras y funciones del citocromo c, con innumerables citocromos de tipo cactuando principalmente como portadores de electrones. El potencial redox para el citocromo c también se puede "afinar" mediante pequeños cambios en la estructura de la proteína y la interacción del solvente. [4]
El número de unidades de hemo C unidas a una holoproteína es muy variable. Para las células de vertebrados, la regla es un hemo C por proteína, pero para las bacterias, este número suele ser de 2, 4, 5, 6 o incluso 16 grupos hemo C por holoproteína. En general, se acepta que el número y la disposición de los grupos hemo C están relacionados e incluso son necesarios para la función adecuada de la holoproteína. Por ejemplo, aquellas proteínas que contienen varios grupos hemo C están involucradas en múltiples reacciones de transferencia de electrones, particularmente importante es la reducción de 6 electrones requerida para reducir el nitrógeno atmosférico en dos moléculas de amoníaco orgánico. Es común que la proporción de hemo C a aminoácido sea alta para las hemoproteínas bacterianas., por lo que los interiores de algunas proteínas del citocromo c aparecen repletos de muchos grupos hemo C en comparación con otras hemoproteínas. Algunas hemoproteínas, a menudo de organismos unicelulares , pueden contener cinco hemo C. [5] El complejo bc 1 es otra enzima importante que contiene un hemo de tipo C.
Los enlaces tioéter parecen permitir una gran libertad de función para las holoproteínas. En general, los citocromos de tipo c se pueden "afinar" en un rango más amplio de potencial de oxidación-reducción que los citocromos b. Esta puede ser una razón importante por la cual el citocromo c es casi omnipresente durante toda la vida. El hemo C también juega un papel importante en la apoptosis , donde solo unas pocas moléculas de citocromo c citoplasmático, que aún debe contener hemo C, conduce a la muerte celular programada. [6] El citocromo c se puede medir en suero humano y se puede usar como marcador de inflamación. [7]
Además de estos enlaces covalentes ecuatoriales, el hierro hemo también suele estar coordinado axialmente con las cadenas laterales de dos aminoácidos , lo que hace que el hierro sea hexacoordinado. Por ejemplo, el citocromo c de los mamíferos y del atún contiene un hemo C único que está coordinado axialmente con las cadenas laterales de histidina y metionina . [8] Tal vez debido a los dos enlaces covalentes que unen el hemo con la proteína, el hierro del hemo C a veces se liga axialmente al grupo amino de la lisina o incluso al agua.