Lanzadera malato - aspartato
La lanzadera de malato - aspartato está formada por cuatro enzimas y dos proteínas transportadoras.
Las cuatro enzimas se denominan :
Glutamato transaminasa 1 ( citosólica ), abreviadamente GOT1. También se denomina : aspartato aminotransferasa, transaminasa A, glutámico-oxaloacético transaminasa, y glutámico-aspártico transaminasa.
Glutamato transaminasa 2 ( mitocondrial ), abreviadamente GOT2. También se denomina : aspartato aminotransferasa, transaminasa A, glutámico-oxaloacético transaminasa, y glutámico-aspártico transaminasa.
Malato deshidrogenasa 1 ( citosólica ), abreviadamente MDH1.
Malato deshidrogenasa 2 ( mitocondrial ), abreviadamente MDH2.
Los transportadores ( antiportadores ) se denominan :
Transportador mitocondrial de aspartato - glutamato, abreviadamente SLC25A12 / SLC25A13 ( miembros 12 y 13 de la familia 25 de transportadores de solutos de humano ). También se denominan antiportadores de aspartato - glutamato.
Transportador mitocondrial de oxoglutarato, abreviadamente SLC25A11 ( Transportador número 11 de solutos de la familia 25 de transportadores en humano ). También se denomina antiporter de malato - a-cetoglutarato.
Características de las enzimas y transportadores :
GOT1 : glutamato transaminasa 1 ( citosólica ).
GOT1 es un enzima citosólico cuyo gen, de 9 exones, se encuentra en el cromosoma 10 ( 10q24.1 - q25.1 ).
Número de EC = 2.6.1.1
Identificación gen completo y mRNA en Genbank : AH006379
Identificación proteína en Genbank : AAC32851.1
GOT2 : glutamato transaminasa 2 ( mitocondrial ).
GOT2 es un enzima mitocondrial cuyo gen se encuentra en el cromosoma 16 ( 16q21 ).
Número de EC = 2.6.1.1
Identificación gen completo y mRNA en Genbank : NM_002080
Identificación proteína en Genbank : NP_002071.1
MDH1 : Malato deshidrogenasa 1 ( citosólica ).
MDH1 es un enzima citosólico cuyo gen se encuentra en el cromosoma 2 ( 2p13.3 ).
Número de EC = 1.1.1.37
Identificación gen completo y mRNA en Genbank : : NM_005917
Identificación proteína en Genbank : NP_005908.1
MDH2 : Malato deshidrogenasa 2 ( mitocondrial ).
MDH2 es un enzima mitocondrial cuyo gen se encuentra en el cromosoma 7 ( 7p12.3-q11.2 )
Número de EC = 1.1.1.37
Identificación gen completo y mRNA en Genbank : : NM_005918
Identificación proteína en Genbank : NP_005909.2
El intercambio de aspartato y glutamato requiere de uno de los dos transportadores SLC25A12 / SLC25A13.
SLC25A12 : Transportador mitocondrial de aspartato - glutamato (ARALAR1).
SLC25A13 : Transportador mitocondrial de aspartato - glutamato (ARALAR2 / CITRIN ).
SLC25A11 : Transportador mitocondrial de oxoglutarato.
Mecanismo y significado de la lanzadera :
La lanzadera de malato - aspartato es más compleja que la de glicerol-3-P. Sus intermediarios están acoplados con intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxilicos ( CTC o ciclo de Krebs ). También está relacionada con el metabolismo de aminoácidos y en el hígado con el ciclo de la urea.
En citosol, la malato deshidrogenasa 1 ( MDH1) reduce el oxalacetato a malato mediante oxidación del NADH. El malato difunde a través de la membrana mitocondrial externa por los canales de porina ( VDAC ).
Desde el espacio intermembrana el malato se transporta a la matriz mitocondrial por el transportador mitocondrial de oxoglutarato ( SLC25A11 ), al que se ha denominado frecuentemente como transportador de ácidos dicarboxílicos y antiporter de malato - a-cetoglutarato.
Una vez el malato ha llegado a la matriz sufre una oxidación a oxalacetato catalizada por la malato deshidrogenasa 2 ( MDH2 ), en una reacción en que el NAD+ se reduce a NADH + H+. De esta manera el par de electrones + 2 protones que fueron aceptados por el oxalacetato en el citosol han sido transferidos a la matriz mitocondrial y utilizados en la formación de NADH + H+ . Ahora el par de electrones + 2 protones pueden ser cedidos al Complejo I de la cadena transportadora de electrones donde proporcionaría la fuerza protomotriz necesaria para la síntesis de 3 moléculas de ATP en el Complejo V.
El oxalcetato no puede atravesar la membrana mitocondrial interna, al no existir ningún sistema transportador que le permita hacerlo. Sin embargo, puede ser transformado en aspartato en una reacción catalizada por GOT2 ( glutamato transaminasa 2 o mitocondrial ) aceptando un grupo amino del glutamato, que a su vez se transforma en oxoglutarato ( a-cetoglutarato ).
El aspartato puede atravesar la membrana mitocondrial interna mediante el transportador mitocondrial de glutamato ( SLC25A22 ), al que se ha denominado frecuentemente como antiporter de glutamato - aspartato, que intercambia glutamato y aspartato.
Una vez en el citosol, el aspartato puede donar su grupo amino para originar oxalacetato. En esta reacción catalizada por la GOT1 ( glutamato transaminasa 1 o citosólica ) el oxoglutarato ( a-cetoglutarato ) es el aceptor del grupo amino, y se convertirá en glutamato.
Esta lanzadera es reversible, pudiendo funcionar en una u otra dirección dependiendo del estado metabólico de la célula, como se comenta en la página dedicada a las implicaciones metabólicas de la lanzadera de malato - aspartato.
Esta lanzadera es especialmente activa en hígado y músculo cardiaco.