stringtranslate.com

Lanzadera de fosfato de glicerol

Lanzadera de fosfato de glicerol

La lanzadera de glicerol-3-fosfato es un mecanismo utilizado en el músculo esquelético y el cerebro [1] que regenera NAD + a partir de NADH , un subproducto de la glucólisis . NADH es un equivalente reductor que almacena electrones generados en el citoplasma durante la glucólisis. El NADH debe transportarse a las mitocondrias para entrar en la vía de fosforilación oxidativa . Sin embargo, la membrana mitocondrial interna es impermeable al NADH y sólo contiene un sistema de transporte para NAD + . Dependiendo del tipo de tejido, se utiliza la vía lanzadera de glicerol-3-fosfato o la vía lanzadera de malato-aspartato para transportar electrones desde el NADH citoplasmático a las mitocondrias. [2]

La lanzadera consta de dos proteínas que actúan en secuencia. La glicerol-3-fosfato deshidrogenasa citoplasmática (cGPD) transfiere un par de electrones del NADH al fosfato de dihidroxiacetona (DHAP), formando glicerol-3-fosfato (G3P) y regenerando el NAD + necesario para generar energía mediante la glucólisis. [3] La glicerol-3-fosfato deshidrogenasa mitocondrial (mGPD) luego cataliza la oxidación de G3P por FAD , regenerando DHAP en el citosol y formando FADH 2 en la matriz mitocondrial. [4] En los mamíferos, su actividad en el transporte de equivalentes reductores a través de la membrana mitocondrial es secundaria a la lanzadera malato-aspartato.

Historia

La lanzadera de glicerol fosfato se caracterizó por primera vez como una ruta importante de transporte de hidruro mitocondrial en los músculos de vuelo de las moscas azules . [5] [6] Inicialmente se creía que el sistema estaría inactivo en los mamíferos debido al predominio de la actividad de lactato deshidrogenasa sobre la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 1 (GPD1) [5] [7] hasta que se demostró una alta actividad de GPD1 y GPD2. demostrado en tejido adiposo marrón de mamíferos e islotes ß pancreáticos . [8] [9] [10] [11]

Reacción

En esta lanzadera, la enzima llamada glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 1 citoplasmática (GPD1 o cGPD) convierte el fosfato de dihidroxiacetona (2) en glicerol 3-fosfato (1) oxidando una molécula de NADH a NAD + como en la siguiente reacción:

El glicerol-3-fosfato se vuelve a convertir en fosfato de dihidroxiacetona mediante una glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 2 mitocondrial unida a la membrana interna (GPD2 o mGPD), esta vez reduciendo una molécula de dinucleótido de flavina adenina (FAD) unido a una enzima a FADH 2 . FADH 2 reduce entonces la coenzima Q (ubiquinona a ubiquinol) cuyos electrones entran en la fosforilación oxidativa . [12] Esta reacción es irreversible. [13] Estos electrones evitan el Complejo I de la cadena de transporte de electrones , lo que hace que la lanzadera de glicerol-3-fosfato sea menos eficiente energéticamente en comparación con la oxidación de NADH por el Complejo I. [14]

Ver también

Referencias

  1. ^ Blanco, Antonio; Blanco, Gustavo (2017-01-01), Blanco, Antonio; Blanco, Gustavo (eds.), "Capítulo 9 - Oxidaciones biológicas: bioenergética", Bioquímica médica , Academic Press, págs. 177–204, doi :10.1016/b978-0-12-803550-4.00009-4, ISBN 978-0-12-803550-4, recuperado el 14 de mayo de 2023
  2. ^ Bhagavan, NV (1 de enero de 2002), Bhagavan, NV (ed.), "CAPÍTULO 14 - Transporte de electrones y fosforilación oxidativa", Bioquímica médica (cuarta edición) , San Diego: Academic Press, págs. doi :10.1016/b978-012095440-7/50016-0, ISBN 978-0-12-095440-7, recuperado el 14 de mayo de 2023
  3. ^ "GPD1 glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 1 [Homo sapiens (humano)] - Gen - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 3 de mayo de 2021 .
  4. ^ "GPD2 glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 2 [Homo sapiens (humano)] - Gen - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 3 de mayo de 2021 .
  5. ^ ab Estabrook RW, Sacktor B (octubre de 1958). "Alfa-glicerofosfato oxidasa de las mitocondrias del músculo volador". La Revista de Química Biológica . 233 (4): 1014–9. doi : 10.1016/S0021-9258(18)64696-4 . PMID  13587533.
  6. ^ Sacktor B, Dick A (octubre de 1962). "Vías de transporte de hidrógeno en la oxidación del nucleótido de difosfopiridina reducido extramitocondrial en el músculo de vuelo". La Revista de Química Biológica . 237 (10): 3259–63. doi : 10.1016/S0021-9258(18)50156-3 . PMID  13975951.
  7. ^ Boxer GE, Shonk CE (enero de 1960). "Bajos niveles de alfa glicerofosfato deshidrogenasa soluble ligada a DPN en tumores". Investigación sobre el cáncer . 20 : 85–91. PMID  13803504.
  8. ^ Ohkawa KI, Vogt MT, Farber E (mayo de 1969). "Actividad inusualmente alta de alfa glicerofosfato deshidrogenasa mitocondrial en el tejido adiposo marrón de rata". La revista de biología celular . 41 (2): 441–9. doi :10.1083/jcb.41.2.441. PMC 2107766 . PMID  5783866. 
  9. ^ Houstek J, Cañón B, Lindberg O (1975). "Lanzadera de glicerol-3-fosfato y su función en el metabolismo intermedio del tejido adiposo pardo de hámster". Revista europea de bioquímica . 54 (1): 11-18. doi : 10.1111/j.1432-1033.1975.tb04107.x . PMID  168075.
  10. ^ Ratner PL, Fisher M, Burkart D, Cook JR, Kozak LP (abril de 1981). "El papel de los niveles de ARNm y la localización celular en el control de la expresión de sn-glicerol-3-fosfato deshidrogenasa en tejidos del ratón". La Revista de Química Biológica . 256 (7): 3576–9. doi : 10.1016/S0021-9258(19)69647-X . PMID  6782104.
  11. ^ Koza RA, Kozak UC, Brown LJ, Leiter EH, MacDonald MJ, Kozak LP (diciembre de 1996). "Secuencia y expresión de ARN dependiente de tejido de la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa ligada a FAD de ratón". Archivos de Bioquímica y Biofísica . 336 (1): 97-104. doi :10.1006/abbi.1996.0536. PMID  8951039.
  12. ^ Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. (2007). Bioquímica. San Francisco: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-8724-2. Archivado desde el original el 18 de mayo de 2007.
  13. ^ Shen W, Wei Y, Dauk M y col. (febrero de 2006). "La participación de una glicerol-3-fosfato deshidrogenasa en la modulación de la relación NADH/NAD+ proporciona evidencia de una lanzadera mitocondrial de glicerol-3-fosfato en Arabidopsis". Célula vegetal . 18 (2): 422–41. doi :10.1105/tpc.105.039750. PMC 1356549 . PMID  16415206. 
  14. ^ Mráček, Tomáš; Drahota, Zdeněk; Houštěk, Josef (1 de marzo de 2013). "La función y el papel de la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa mitocondrial en tejidos de mamíferos". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergética . 1827 (3): 401–410. doi : 10.1016/j.bbabio.2012.11.014 . ISSN  0005-2728. PMID  23220394.

enlaces externos