Thành viên:Naazulene/Malate-aspartate shuttle

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Sơ đồ minh họa shuttle malate-aspartate

Malate–aspartate shuttle, đôi khi được viết gọn là malate shuttle, là một shuttle mang nhiệm vụ di chuyển đương lượng khử (electron và H+) sinh ra từ đường phân vào màng trong ti thể để phục vụ quá trình phosphoryl hóa oxi hóa. Những eletron này sau đó sẽ tham gia vào chuỗi chuyền electron để sản sinh ATP.

Sở dĩ cần hệ thống shuttle là vì NADH - đương lượng khử sơ cấp của chuỗi chuyền electron ti thể - không thể tự thân đi xuyên qua màng trong ti thể. Thay vào đó, nó sẽ chuyển electron sang một đương lượng khử có thể xuyên màng, cụ thể ở đây là malate, để tiếp cận chuỗi chuyền electron.

Thành tố[sửa | sửa mã nguồn]

Shuttle này gồm 4 protein (2 enzyme và 2 protein vận chuyển):

Cơ chế[sửa | sửa mã nguồn]

Malate dehydrogenase (MDH) là enzyme trung tâm của shuttle này. Enzyme này tồn tại ở hai dạng: MDH ti thể và MDH bào tương. Hai dạng MDH này khác nhau về cả vị trí, cấu tạo và chức năng: chúng lần lượt xúc tác hai chiều thuận nghịch của phản ứng malate ⇌ oxaloacetate.

Các bước của shuttle này lần lượt như sau:

  1. Trong bào tương: MDH bào tương xúc tác phản ứng oxaloacetate + NADH → malate + NAD+ (giựt 2 electron và 1 H+ từ NADH để gắn vào oxaloacetate, hình thành malate).
  2. Mang đối vận chuyển thứ nhất: mang đối chuyển malate-alpha-ketoglutarate đưa malate vào ti thể, đồng thời đưa alpha-ketoglutarate ra bào tương.
  3. Trong ti thể: MDH ti thể chuyển hóa malate + NAD+ → oxaloacetate + NADH. Aspartate aminotransferase (AST) chuyển hóa oxaloacetate thành aspartate qua phản ứng glutamate + oxaloacetate → alpha-ketoglutarate + aspartate (giựt nhóm amino từ glutamate để gắn vào oxaloacetate)
  4. Mang đối vận chuyển thứ hai: mang đối chuyển glutamate-aspartate đưa glutamate vào ti thể và aspartate ra bào tương. AST bào tương chuyển hóa asparate thành oxaloacetate.

Tổng ảnh hưởng của shuttle này hoàn toàn là phản ứng oxi hóa - khử: NADH trong bào tương bị oxi hóa thành NAD+ và NAD+ trong ti thể bị khử thành NADH. NAD+ trong bào tương có thể tiếp tục tham gia đường phân và NADH trong ti thể có thể tham gia chuỗi chuyền electron để sản sinh ATP.

Vì NADH là chất được tái sinh trong chất nền ti thể, shuttle này có hiệu suất ATP cao nhất (2,5 ATP/NADH, tức 32 ATP/glucose). Mặt khác, glycerol 3-phosphate shuttle chỉ tạo được 1,5 ATP/NADH, tức 30 ATP/glucose.

Điều hòa[sửa | sửa mã nguồn]

Chất CARM1 có khả năng ức chế hoạt động của MDH1 (MDH bào tương) bằng cách methyl hóa arginine của MDH1, từ đó là ức chế hoạt động của cả shuttle. Vì vậy, chúng được sử dụng để ức chế quá trình hô hấp của tế bào ung thư tụy.[2]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

References[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ 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 (2): 466–75. Bibcode:2008JThBi.254..466L. doi:10.1016/j.jtbi.2008.05.033. PMC 2572303. PMID 18603266.
  2. ^ Wang YP, Zhou W, Wang J, Huang X, Zuo Y, Wang TS, Gao X, Xu YY, Zou SW, Liu YB, Cheng JK, Lei QY (tháng 11 năm 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.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Thành_viên:Naazulene/Malate-aspartate_shuttle&oldid=70870027”