A lanzadeira do malato-aspartato, moitas veces abreviada como lanzadeira do malato, é un conxunto de reaccións que transporta os equivalentes de redución (dos coencimas reducidos NADH) producidos no citosol durante a glicólise ao interior da mitocondria, onde poden participar na fosforilación oxidativa nos eucariotas. Esta lanzadeira funciona esencialmente no fígado, ril e corazón.
Os produtos citosólicos poden atravesar facilmente a membrana mitocondrial externa e pasar ao espazo intermembranoso da mitocondria. Polo contrario, a membrana mitocondrial interna é impermeable ao NADH, polo que este non pode entrar directamente na mitocondria. O sistema da lanzadeira do malato en realidade non introduce o NADH a través da membrana, senón que transporta os seus electróns e os pasa a outras moléculas, que pasan ao interior da mitocondria, onde se rexenera o NADH. Estes electróns van ser cedidos despois polo NADH da matriz mitocondrial ao primeiro transportador da cadea de transporte electrónico, o que orixinará a formación dunhas 3 moléculas de ATP por cada NADH [1] (para algúns o rendemento é menor). A glicosa pode contribuír por esta vía á formación de ATP na mitocondria (ademais de co piruvato da glicólise que entra na mitocondria).
Outra función da lanzadeira é rexenerar o NAD+ do citosol, que pode así volver a intervir en máis reacción redox, como a glicólise, a cal pararía se o NADH formado non se rexenera a NAD+.
Ademais da lanzadeira do malato, que é a máis activa, existe outra lanzadeira con funcións similares, chamada lanzadeira do glicerol-fosfato, que se usa noutros tecidos e ten un menor rendemento enerxético.
Compoñentes
Na lanzadeira do malato-aspartato interveñen, ademais do NAD+/NADH e do malato e aspartato que lle dan o nome, o oxalacetato, o alfa-cetoglutarato e o glutamato. Ademais a lanzadeira consta de varios compoñentes proteicos (encimas, transportadores), que son:
Encima malato deshidroxenase da matriz mitocondrial e do espazo intermembrana e citosol (hai dúas isoformas, unha mitocondrial e outra citosólica).
O transportador malato-alfa-cetoglutarato, que é un transportador de antiporte (introduce unha molécula á vez que saca outra) da membrana mitocondrial interna. Tamén se chama transportador de dicarboxilatos.
O transportador glutamato-aspartato, outro transportador de antiporte da membrana mitocondrial interna.
Reaccións
Reaccións da lanzadeira do malato. A membrana representada é a membrana mitocondrial interna.
O encima principal da lanzadeira é a malato deshidroxenase. A malato deshidroxenase está presente en dúas formas nesta lanzadeira: como malato deshidroxenase mitocondrial e como malato deshidroxenase citosólica. As dúas malato deshidroxenases teñen diferente estrutura e localización, e catalizan a súa reacción en direccións opostas [2]. Xa que logo, esta lanzadeira é bidireccional.
En primeiro lugar, no citosol, a malato deshidoxenase reacciona co oxalacetato e o NADH para producir malato e NAD+ (rexenerouse o NAD+ citosólico). Neste proceso dous átomos de hidróxeno procedentes do NADH e un H+ adicional pasan a formar parte do oxalacetato, que deste modo se converte en malato. O malato recolleu dous electróns do NADH, xa que o átomo de hidróxeno pasa como ión hidruro (:H-).
Unha vez que se formou o malato, actúa o primeiro transportador antiporte (o do malato-alfa-cetoglutarato), que importa malato do citosol á matriz mitocondrial e á vez exporta alfa-cetoglutarato desde a matriz ao citosol.
Unha vez que o malato está na matriz actúa a malato deshidroxenase mitocondrial, que o converte en oxalacetato, e durante a reacción un NAD+ mitocondrial recolle un átomo de hidróxeno (un hidruro con dous electróns) e libérase un protón, polo que se reduce a NADH + H+. Agora xa temos o NADH dentro das mitocondrias formado grazas aos equivalentes de redución procedentes do citosol. O NADH poderá ceder os seus electróns na cadea de transporte electrónico, isto orixinará un bombeo de protóns, a creación dun gradiente quimiosmótico e a activación da ATP sintase, que sintetizará ATP na fosforilación oxidativa.
O oxalacetato formado na anterior reacción non ten un transportador para volver ao citosol. Será agora transformado en aspartato polo encima mitocondrial aspartato aminotransferase. A reacción é unha transaminación co glutamato. O glutamato cede o seu grupo amino ao oxalacetato, transformándoo en aspartato, á vez que ao perder ese grupo queda transformado en alfa-cetoglutarato.
O segundo transportador de antiporte intervén agora; trátase do transportador de glutamato-aspartato, que importa glutamato do citosol e lévao á matriz mitocondrial e exporta aspartato da matriz e lévao ao citosol. Unha vez no citosol o aspartato convértese en oxalacetato en reacción catalizada pola aspartato aminotransferase citosólica.
O efecto neto da lanzadeira do malato-aspartato é unha reacción redox: o NADH do citosol oxídase a NAD+, e o NAD+ da matriz redúcese a NADH. O NAD+ xa pode entrar de novo na glicólise, onde se volverá a reducir a NADH, e o NADH da matriz oxidarase a NAD+ ao ceder os seus electróns á cadea de transporte electrónico.
Notas
↑Lehninger A. (1988). Omega, ed. Principios de Bioquímica. pp. 496–497. ISBN84-282-0738-0.
↑Monty Krieger; Matthew P Scott; Matsudaira, Paul T.; Lodish, Harvey F.; Darnell, James E.; Lawrence Zipursky; Kaiser, Chris; Arnold Berk (2003). W. H. Freeman - San Francisco, ed. Molecular Cell Biology, Fifth Edition. ISBN0716743663.
