말라테아스파테이트 셔틀
Malate-aspartate shuttle
말라이트-아스파테이트 셔틀(때로는 단순하게 말산 셔틀)은 글리콜리시스 동안 생성된 전자를 진핵생물의 산화인산화용 미토콘드리온의 반퍼메이드 내막을 가로질러 변환하는 생화학 시스템이다. 이들 전자는 ATP를 생성하기 위해 환원 등가물을 통해 미토콘드리아의 전자전달체인으로 들어간다. 셔틀 시스템은 미토콘드리아 내부 막이 전자 운송 체인의 일차 감소량인 NADH에 불침투성이기 때문에 필요하다. 이것을 피하기 위해, 악성 종은 감소하는 등가물을 막을 가로질러 운반한다.
구성 요소들
셔틀은 네 개의 단백질 부분으로 구성된다.
- 미토콘드리아 매트릭스와 멤브레인 간 공간의 말레이트 탈수소효소.
- 미토콘드리아 매트릭스와 멤브레인 간 공간에서 아스파리트 아미노트란스페라아제.
- 내막의 말산염-케토글루타레이트 [1]항정신병자
- 내막의 글루타민산염 [1]항균제
메커니즘
말라이트-아스파테이트 셔틀의 1차 효소는 말라이트 탈수소효소다. 말레이트 탈수소효소는 셔틀시스템에서 미토콘드리아 말산염 탈수소효소와 시토솔릭 말산염 탈수소효소의 두 가지 형태로 존재한다. 두 말산염 탈수소효소는 위치와 구조에 따라 구별되며, 이 과정에서 반대 방향으로 반응을 촉진한다.
첫째, 시토솔에서는 말라이트 탈수소효소가 옥살로아세테이트와 NADH의 반응을 촉매하여 말라이트와 NAD를+ 생성한다. 이 과정에서 NADH에서 생성된 두 개의 전자와 함께 수반되는 H가+ 옥살로아세테이트에 부착되어 악성종양을 형성한다.
일단 말라이트가 형성되면 제1항정신병자(말레이트-알파-케토글루타레이트)는 시토솔에서 미토콘드리아 매트릭스로 말라이트를 수입하고, 매트릭스에서 알파케토글루타레이트도 동시에 시토솔로 수출한다. 말산은 미토콘드리아 행렬에 도달한 후 미토콘드리아 말산 탈수소효소에 의해 옥살로아세트로 변환되며, 그 동안 NAD는+ 두 개의 전자와 함께 감소하여 NADH를 형성한다. 옥살로아세테이트는 미토콘드리아 아미노트란스페라아제에 의해 아스파테이트(옥살로아세테이트를 시토솔로 운반할 수 없기 때문에)로 변환된다. 아스파르테이트가 아미노산이기 때문에 옥살로아세테이트에 아미노산 라디칼을 첨가할 필요가 있다. 이것은 글루탐산염에 의해 공급되는데, 그 과정에서 같은 효소에 의해 알파-케토글루타레이트(alpha-ketoglutarate)로 변형된다.
두 번째 항정신병자(글루탐산염-아스파테이트 항정신병자)는 시토솔에서 글루탐산염을 매트릭스로 수입하고 매트릭스에서 시토솔로 아스파테이트를 수출한다. 일단 시토솔에 들어가면 아스파르테이트가 시토솔릭 아스파르타이트 아미노트란스페라제에 의해 옥살로아세테이트로 전환된다.
말라이트-아스파테이트 셔틀의 순효과는 순전히 리독스: 시토솔의 NADH는 NAD로+ 산화되고, 매트릭스의 NADH는+ NADH로 환원된다. 그런 다음 사이토솔의 NAD는+ 또 다른 한 라운드의 글리콜리분해에 의해 다시 감소될 수 있으며, 매트릭스의 NADH는 전자전달체인에 전자를 전달하여 ATP를 합성할 수 있다.
악성 아스파테이트 셔틀은 미토콘드리아 매트릭스 내에서 NADH를 재생하기 때문에 글리콜리시스(3/NADH)에서 생성되는 ATP의 수를 최대화할 수 있어 궁극적으로 대사되는 포도당 분자당 38 ATP 분자의 순이익이 발생한다. 이를 글리세롤 3인산 셔틀과 비교해 FADH를2 생성하기 위해 FADH를+ 감소시키고, 전자 운송 체인의 퀴논 풀에 전자를 기증하며, 글리콜리시스(결국 대사되는 포도당 36 ATP의 순이익)에서 발생하는 NADH당 2 ATP만 생성할 수 있다. (이 ATP 수치는 프리체미오스메틱이며, 미첼과 많은 다른[citation needed] 사람들의 작업에 비추어 줄여야 한다. 각 NADH는 2.5 ATP만 생산하고, 각 FADH는2 1.5 ATP만 생산한다. 따라서 포도당 ATP는 38에서 32로, 36에서 30으로 줄여야 한다. 산화-인산화 과정에서 무기 인산염의 유입에 필요한 추가 H도+ 30과 32의 숫자에 기여한다.
규정
말산염-아스파테이트 셔틀의 활성은 말산염 탈수소효소 1(MDH1)의 아르기닌 메틸화에 의해 조절된다. 단백질 아르기닌 N-메틸전달효소 CARM1 메틸산염은 악성 아스파테이트 셔틀을 억제하고 췌장암세포의 미토콘드리아 호흡을 억제하는 디머라이징을 방해해 MDH1을 억제한다.[2]
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참고 항목
참조
- ^ a b Lu, M; Zhou, L; Stanley, WC; Cabrera, ME; Saidel, GM; Yu, X (2008). "Role of the malate-aspartate shuttle on the metabolic response to myocardial ischemia". J. Theor. Biol. 254: 466–75. doi:10.1016/j.jtbi.2008.05.033. PMC 2572303. PMID 18603266.
- ^ Wang YP, Zhou W, Wang J, Huang X, Zuo Y, Wang TS, Gao X, Xu YY, Zou SW, Liu YB, Cheng JK, Lei QY (Nov 2016). "Arginine Methylation of MDH1 by CARM1 Inhibits Glutamine Metabolism and Suppresses Pancreatic Cancer". Molecular Cell. 64 (4): 673–87. doi:10.1016/j.molcel.2016.09.028. PMID 27840030.
- Monty Krieger; Matthew P Scott; Matsudaira, Paul T.; Lodish, Harvey F.; Darnell, James E.; Lawrence Zipursky; Kaiser, Chris; Arnold Berk. Molecular Cell Biology, Fifth Edition. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4366-3.
