Malát-aszpartát transzfer Malate-aspartate shuttle

A malát-aszpartát transzfer útvonalának illusztrációja

A malát-aszpartát shuttle (néha egyszerűen a malát Shuttle ), ez egy biokémiai rendszer transzlokációs elektronok során termelt glikolízis egész féligáteresztő belső membránjában a mitokondrium az oxidatív foszforiláció in eukariótákban . Ezek az elektronok redukciós ekvivalensek révén jutnak be a mitokondriumok elektrontranszportláncába, és így generálják az ATP-t . A transzfer rendszerre azért van szükség, mert a mitokondriális belső membrán át nem ereszti az NADH-t , amely az elektrontranszportlánc elsődleges redukciós ekvivalense. Ennek elkerülése érdekében a malát a redukáló ekvivalenseket a membránon keresztül viszi .

Alkatrészek

A transzfer négy fehérje részből áll:

• malát-dehidrogenáz a mitokondriális mátrixban és az intermembrán térben.
• aszpartát-aminotranszferáz a mitokondriális mátrixban és az intermembrán térben.
• malát-alfa-ketoglutarát antiporter a belső membránban.
• glutamát-aszpartát antiporter a belső membránban.

Gépezet

A malát-aszpartát transzfer elsődleges enzime a malát-dehidrogenáz. A malát-dehidrogenáz kétféle formában van jelen a transzfer rendszerben: a mitokondriális malát-dehidrogenáz és a citoszol-malát-dehidrogenáz. A két malát-dehidrogenáz elhelyezkedése és felépítése alapján megkülönböztethető, és ebben a folyamatban ellentétes irányban katalizálja reakcióikat.

Először is, a citoszolban a malát-dehidrogenáz katalizálja az oxaloacetát és a NADH reakcióját malát és NAD ^{+ előállítására} . Ebben a folyamatban két NADH-ból előállított elektron és egy kísérő H ⁺ kapcsolódik az oxaloacetáthoz a malát képződéséhez.

A malát képződése után az első antiporter ( a malát -alfa-ketoglutarát ) a citotolból a mitokondriális mátrixba importálja a malátot, és az alfa-ketoglutarátot egyidejűleg a mátrixból a citoszolba is exportálja. Miután a malát eléri a mitokondriális mátrixot, a mitokondriális malát-dehidrogenáz átalakítja oxaloacetáttá, amelynek során a NAD ⁺ két elektronnal redukálódik, hogy NADH-t képezzen. Az oxaloacetátot ezután aszpartáttá alakítják (mivel az oxaloacetát nem szállítható a citoszolba) mitokondriális aszpartát-aminotranszferáz segítségével. Mivel az aszpartát aminosav, egy amino gyököt kell hozzáadni az oxaloacetáthoz. Ezt a glutamát szolgáltatja, amelyet a folyamat során ugyanazon enzim alakít alfa-ketoglutaráttá.

A második antiporter (a glutamát-aszpartát antiporter ) glutamátot importál a citoszolból a mátrixba, és az aszpartátot a mátrixból a citoszolba exportálja. A citoszolba kerülve az aszpartátot citoszolos aszpartát-aminotranszferáz átalakítja oxaloacetáttá.

A malát-aszpartát transzfer nettó hatása tisztán redox : a citoszolban található NADH NAD ⁺ -vá oxidálódik, a mátrixban lévő NAD ⁺ pedig NADH-ra redukálódik. Ezután a citoszolban található NAD ⁺ ismét csökkenthető egy újabb glikolízissel, és a mátrix NADH-ja felhasználható az elektronok továbbítására az elektrontranszportláncba, így ATP szintetizálható.

Mivel a malát-aszpartát transzfer regenerálja a NADH-t a mitokondriális mátrix belsejében, képes maximalizálni a glikolízis során keletkező ATP-k számát (3 / NADH), ami végül 38 ATP-molekula nettó nyereségét eredményezi egy metabolizált glükózmolekulánként. Hasonlítsa ezt össze a glicerin-3-foszfát transzferrel , amely csökkenti a FAD ^{+ -ot} a FADH ₂ előállításához , elektronokat adományoz az elektronszállítási láncban lévő kinonkészletnek, és csak 2 ATP-t képes előállítani a glikolízis során keletkező NADH-onként (ami végül nettó metabolizált glükózonként 36 ATP-gyarapodás). (Ezek az ATP-számok prechemiosmotikusak, és Mitchell és sok más munkájának fényében csökkenteni kell őket. Minden NADH csak 2,5 ATP-t, és minden FADH ₂ csak 1,5 ATP-t termel. Ezért a glükózonkénti ATP-ket 32-ről 32-re kell csökkenteni. A szerves foszfát oxigén-foszforiláció során történő bejuttatásához szükséges extra H ⁺ hozzájárul a 30-as és 32-es számokhoz is).

Szabályozás

A malát-aszpartát transzfer aktivitását a malát- dehidrogenáz 1 (MDH1) arginin-metilezése modulálja . A fehérje-arginin-N-metiltranszferáz CARM1 metilálja és gátolja az MDH1-t annak dimerizációjának megzavarásával, amely elnyomja a malát-aszpartát transzfert és gátolja a hasnyálmirigyrák sejtjeinek mitokondrium légzését .

Interaktív útvonaltérkép

Kattintson a lenti génekre, fehérjékre és metabolitokra a megfelelő cikkek linkjéhez.

[[Fájl:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

| {{{{bSize}}} px | alt = Glikolízis és glükoneogenezis szerkesztés ]]

A glikolízis és a glükoneogenezis szerkesztik

Lásd még

• Glicerin-foszfát transzfer
• Mitokondriális transzfer

Hivatkozások

• Monty Krieger; Matthew P Scott; Matsudaira, Paul T .; Lodish, Harvey F.; Darnell, James E .; Lawrence Zipursky; Kaiser, Chris; Arnold Berk. Molecular Cell Biology, Ötödik kiadás . San Francisco: WH Freeman. ISBN   0-7167-4366-3 .