Q-細胞色素c氧化還原酶又稱“細胞色素c還原酶”、“細胞色素bc1復合體”,或簡稱“復合體III”。在哺乳動物中,這種酶是一個二聚體,每個亞基包含11個蛋白質亞基,1個[2Fe-2S]鐵硫簇和3個細胞色素:1個細胞色素c1和2個細胞色素b。細胞色素是一種傳輸電子的蛋白,包含至少一個血紅素基團。當電子通過蛋白傳遞時,復合體III中血紅素基團內的鐵原子在還原型二價鐵(+2)和氧化型三價鐵(+3)之間切換。
復合體III催化的反應是一分子泛酚的氧化和兩分子細胞色素c的還原,血紅素蛋白部分與線粒體相關。不同于輔酶Q攜帶兩個電子,細胞色素c只攜帶一個電子。
作為反應中唯一可將電子從QH2供體轉移到細胞色素c受體的物質,復合體Ⅲ的反應機理較其他呼吸復合物認識更為詳盡,其包含兩個步驟,稱作Q循環。首先在第一步中,酶與三個QH2底物結合,然后將其氧化,并將所產生的一個電子傳遞到第二個底物細胞色素C。QH2所釋放的兩個質子被傳遞到膜間隙。第三個底物Q接受來自QH2的第二個電子,而還原為泛半醌自由基Q。先前的兩個底物被釋放,但這個泛半醌中間體仍然被酶所結合。第二步中,第二個QH2分子與酶結合,再一次將它的第一個電子傳遞給細胞色素c受體。結合的泛半醌得到第二個電子,并獲得線粒體基質中的兩個質子,而還原為QH2。這個QH2隨后被酶釋放。
當輔酶Q在膜的內側還原為泛酚,而在另一面氧化為泛醌時,質子的跨膜凈轉移隨之發生,從而增加了質子梯度。通過相當復雜的兩步機制完成反應是重要的,因為它增加了質子轉移的效率。如果替換Q循環,直接用一個QH2分子來還原兩個細胞色素c分子,則每還原一個細胞色素c只能傳送一個質子,效率將會減半。