مكوك مالات-أسبارتات

نظام نقل الماليت -أسبارتات (أو ببساطة نظام نقل الماليت ) هو نظام كيميائي حيوي لنقل الإلكترونات الناتجة أثناء عملية تحلل الجلوكوز عبر الغشاء الداخلي شبه النفاذ للميتوكوندريا، وذلك لعملية الفسفرة التأكسدية في حقيقيات النوى . تدخل هذه الإلكترونات سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا عبر عوامل الاختزال لتوليد جزيئات ATP . يُعدّ هذا النظام ضروريًا لأن الغشاء الداخلي للميتوكوندريا غير نفاذ لجزيء NADH ، وهو عامل الاختزال الأساسي في سلسلة نقل الإلكترون. ولتجاوز هذه المشكلة، ينقل الماليت عوامل الاختزال عبر الغشاء.

يتكون الناقل من أربعة أجزاء بروتينية:

• إنزيم نازع هيدروجين الماليت في مصفوفة الميتوكوندريا والفراغ بين الغشائين.
• إنزيم ناقلة أمين الأسبارتات في مصفوفة الميتوكوندريا والفراغ بين الغشائين.
• ناقل مضاد للمالات-ألفا-كيتوغلوتارات في الغشاء الداخلي. ^{[ 1 ]}
• ناقل الغلوتامات-الأسبارتات المضاد في الغشاء الداخلي. ^{[ 1 ]}

الإنزيم الأساسي في نظام نقل الماليت-أسبارتات هو نازعة هيدروجين الماليت. يوجد هذا الإنزيم في شكلين ضمن هذا النظام: نازعة هيدروجين الماليت الميتوكوندرية ونازعة هيدروجين الماليت السيتوبلازمية. ويتم التمييز بين هذين النوعين من نازعات هيدروجين الماليت من خلال موقعهما وبنيتهما، حيث يحفزان تفاعلاتهما في اتجاهين متعاكسين خلال هذه العملية.

أولاً، في السيتوسول، يحفز إنزيم نازع هيدروجين الماليت تفاعل الأوكسالوأسيتات مع NADH لإنتاج الماليت وNAD ⁺ . في هذه العملية، يرتبط إلكترونان ناتجان عن NADH، بالإضافة إلى أيون هيدروجين مصاحب ^{، بالأوكسالوأسيتات لتكوين الماليت.}

بمجرد تكوّن الماليت، يقوم الناقل المضاد الأول (مالات - ألفا-كيتوغلوتارات ) بنقل الماليت من السيتوسول إلى مصفوفة الميتوكوندريا، كما يقوم في الوقت نفسه بتصدير ألفا-كيتوغلوتارات من المصفوفة إلى السيتوسول. بعد وصول الماليت إلى مصفوفة الميتوكوندريا، يُحوّل بواسطة نازعة هيدروجين الماليت الميتوكوندرية إلى أوكسالوأسيتات، حيث يُختزل NAD ⁺ بإلكترونين لتكوين NADH. ثم يُحوّل الأوكسالوأسيتات إلى أسبارتات (لأن الأوكسالوأسيتات لا يمكن نقله إلى السيتوسول) بواسطة ناقلة أمين الأسبارتات الميتوكوندرية. ولأن الأسبارتات حمض أميني، فإنه يحتاج إلى إضافة جذر أميني. يُوفّر هذا الجذر بواسطة الغلوتامات، التي تُحوّل بدورها إلى ألفا-كيتوغلوتارات بواسطة الإنزيم نفسه.

يقوم الناقل المضاد الثاني (AGC1 أو AGC2) بنقل الغلوتامات من السيتوسول إلى المادة الأساسية، ونقل الأسبارتات من المادة الأساسية إلى السيتوسول. وبمجرد وصول الأسبارتات إلى السيتوسول، يقوم إنزيم ناقل أمين الأسبارتات السيتوسولي بتحويله إلى أوكسالوأسيتات.

إن التأثير الصافي لعملية نقل الماليت-أسبارتات هو تفاعل أكسدة واختزال بحت : حيث يتأكسد NADH في السيتوسول إلى NAD ⁺ ، ويُختزل NAD ⁺ في المادة الأساسية إلى NADH. بعد ذلك، يمكن اختزال NAD ⁺ في السيتوسول مرة أخرى من خلال دورة أخرى من تحلل الجلوكوز، ويمكن استخدام NADH في المادة الأساسية لنقل الإلكترونات إلى سلسلة نقل الإلكترون، مما يسمح بتخليق ATP.

بما أن مكوك الماليت-أسبارتات يُعيد توليد NADH داخل مصفوفة الميتوكوندريا، فإنه قادر على زيادة عدد جزيئات ATP المُنتجة في عملية تحلل الجلوكوز (3/NADH)، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة صافية قدرها 38 جزيء ATP لكل جزيء جلوكوز مُستقلب. قارن هذا بمكوك جليسرول 3-فوسفات ، الذي يُختزل FAD ⁺ لإنتاج FADH2 _، ويتبرع بالإلكترونات إلى مجموعة الكينون في سلسلة نقل الإلكترون ، وهو قادر على توليد جزيئين فقط من ATP لكل جزيء NADH مُنتج في عملية تحلل الجلوكوز (مما يؤدي في النهاية إلى زيادة صافية قدرها 36 جزيء ATP لكل جزيء جلوكوز مُستقلب). (هذه الأرقام الخاصة بـ ATP هي أرقام ما قبل التناضح الكيميائي، ويجب تخفيضها في ضوء عمل ميتشل والعديد من الباحثين الآخرين . ينتج كل جزيء NADH 2.5 جزيء ATP فقط، وينتج كل _جزيء FADH2 1.5 جزيء ATP فقط. وبالتالي، يجب تخفيض عدد جزيئات ATP لكل جزيء جلوكوز إلى 32 من 38 وإلى 30 من 36. كما أن ^أيونات الهيدروجين الإضافية اللازمة لإدخال الفوسفات غير العضوي أثناء الفسفرة التأكسدية تساهم في الرقمين 30 و32).

يتم تنظيم نشاط مكوك الماليت-أسبارتات عن طريق مثيلة الأرجينين لإنزيم نازع هيدروجين الماليت 1 (MDH1). يقوم إنزيم ناقل ميثيل الأرجينين N البروتيني CARM1 بمثيلة MDH1 وتثبيطه عن طريق تعطيل عملية التضاعف، مما يؤدي إلى كبح مكوك الماليت-أسبارتات وتثبيط التنفس الميتوكوندري في خلايا سرطان البنكرياس . ^{[ 2 ]}

انقر على الجينات والبروتينات والمستقلبات أدناه للانتقال إلى المقالات ذات الصلة. ^{[ § 1 ]}

[[ملف:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

]]

تحرير عملية تحلل الجلوكوز وتكوين الجلوكوز

1. ↑ يمكن تعديل خريطة المسار التفاعلية على WikiPathways: "GlycolysisGluconeogenesis_WP534" .

• مكوك فوسفات الجلسرين
• النقل الميتوكوندري

• مونتي كريجر؛ ماثيو ب. سكوت؛ ماتسودايرا، بول ت.؛ لوديش، هارفي ف.؛ دارنيل، جيمس إي.؛ لورانس زيبورسكي؛ كايزر، كريس؛ أرنولد بيرك (2003). بيولوجيا الخلية الجزيئية، الطبعة الخامسة . سان فرانسيسكو: دبليو إتش فريمان. ISBN 0-7167-4366-3.