Cycle Q

Le cycle Q est un ensemble de réactions qui aboutissent au pompage de protons par la coenzyme Q-cytochrome c réductase, ou complexe III de la chaîne respiratoire, à travers une membrane biologique alors que des électrons traversent cette enzyme de la forme réduite de la coenzyme Q₁₀, l'ubiquinol Q₁₀H₂, vers le cytochrome c. Il s'agit de deux réactions successives formant un cycle au cours duquel les deux électrons du Q₁₀H₂ sont transférés l'un après l'autre à une molécule de cytochrome c chacun.

La première réaction transfère le premier électron de l'ubiquinol Q₁₀H₂ à un ion ferrique Fe³⁺ du cytochrome c₁ du complexe III réduit en ion ferreux Fe²⁺. Le second électron que Q₁₀H₂ est quant à lui transféré à une coenzyme Q₁₀ pour former le radical semiquinone Q₁₀^• –. Une coenzyme Q₁₀ est ainsi utilisée comme récepteur intermédiaire d'électron tandis qu'une autre est libérée par l'oxydation de Q₁₀H₂, ce qui fait disparaître Q₁₀ des deux termes de l'équation chimique ci-dessous :

Q₁₀H₂ + Fe³⁺ du cytochrome c₁ → Q₁₀^• – + Fe²⁺ du cytochrome c₁ + 2 H⁺_{intermembranaire}.

Une seconde molécule de Q₁₀H₂ cède un électron à haut potentiel de transfert à un ion ferrique Fe³⁺ du cytochrome c₁ à son tour converti en ion ferreux Fe²⁺, et cède son second électron à l'intermédiaire réactionnel semiquinone Q₁₀^• – issu de la première étape, qui redonne Q₁₀H₂ en absorbant deux protons H⁺ de la matrice mitochondriale.

Q₁₀H₂ + Q₁₀^• – + 2 H⁺_matriciel + Fe³⁺ du cytochrome c₁ → coenzyme Q₁₀ + Q₁₀H₂ + Fe²⁺ du cytochrome c₁ + 2 H⁺_{intermembranaire}.

Les électrons transmis aux cytochromes c₁ sont ensuite cédés chacun à un cytochrome c du côté intermembranaire. Ce mécanisme en deux étapes permet d'injecter quatre protons dans l'espace intermembranaire, au lieu de deux s'il s'était agi d'un mécanisme de transfert direct des deux électrons de Q₁₀H₂ chacun à un cytochrome c₁^[1].