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Portador de dicarboxilato mitocondrial

El transportador de dicarboxilato mitocondrial (DIC) es una proteína de membrana integral codificada por el gen SLC25A10 en humanos que cataliza el transporte de dicarboxilatos como malonato , malato y succinato a través de la membrana mitocondrial interna a cambio de fosfato , sulfato y tiosulfato mediante un mecanismo antitransporte simultáneo, suministrando así sustratos para el ciclo de Krebs , la gluconeogénesis , la síntesis de urea , la síntesis de ácidos grasos y el metabolismo del azufre . [5] [6] [7] [8] [9]

Estructura

El gen SLC25A10 está ubicado en el brazo q del cromosoma 17 en la posición 25.3 y abarca 8.781 pares de bases. [8] El gen tiene 11 exones y produce una proteína de 31,3 kDa compuesta por 287 aminoácidos . [10] [11] El intrón 1 de este gen tiene cinco secuencias Alu cortas . [12] [13] Los transportadores de dicarboxilato mitocondriales son dímeros , cada uno de los cuales consta de seis dominios transmembrana con los extremos N y C expuestos al citoplasma . [14] Como todos los transportadores mitocondriales, los transportadores de dicarboxilato presentan una estructura tripartita con tres repeticiones de aproximadamente 100 residuos de aminoácidos , cada una de las cuales contiene un motivo de secuencia conservada. [15] Estas tres secuencias en tándem se pliegan en dos α-hélices transmembrana antiparalelas unidas por secuencias hidrófilas . [6]

Estructura cristalina de un portador de dicarboxilato bacteriano
Dicarboxilato coordinado dentro del portador de dicarboxilato bacteriano

Función

Una función crucial de los transportadores de dicarboxilato es exportar malato de las mitocondrias a cambio de fosfato inorgánico. Los transportadores de dicarboxilato son muy abundantes en el tejido adiposo y desempeñan un papel central en el suministro de malato citosólico para el transportador de citrato, que luego intercambia malato citosólico por citrato mitocondrial para comenzar la síntesis de ácidos grasos . [16] También se detectan niveles abundantes de DIC en los riñones y el hígado , mientras que se encuentran niveles más bajos en el pulmón , el bazo , el corazón y el cerebro . [12] Los transportadores de dicarboxilato están involucrados en la secreción de insulina estimulada por glucosa a través del ciclo del piruvato , que media la producción de NADPH , y al proporcionar malato citosólico como contrasustrato para la exportación de citrato. [17] También está involucrado en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) a través de la hiperpolarización de las mitocondrias y aumenta los niveles de ROS cuando se sobreexpresa. [18] Además, los transportadores de dicarboxilato son cruciales para la respiración celular, y la inhibición de DIC perjudica la actividad del complejo I en las mitocondrias. [19]

Regulación

La insulina causa una reducción drástica (aproximadamente el 80%) de la expresión de DIC en ratones, mientras que los ácidos grasos libres inducen la expresión de DIC. La exposición al frío, que aumenta el gasto de energía y disminuye la biosíntesis de ácidos grasos, resultó en una reducción significativa (aproximadamente el 50%) de la expresión de DIC. [14] La DIC es inhibida por algunos análogos de dicarboxilato, como el butilmalonato, así como por la batofenantrolina y los reactivos de tiol como el mersalil y el p-hidroximercuribenzoato . [20] [21] [22] También se ha descubierto que la actividad de los portadores de dicarboxilato se regula positivamente en las plantas en respuesta al estrés. [23] La tasa de absorción de malonato es inhibida por el 2-oxoglutarato y no se ve afectada por el citrato, mientras que las tasas de absorción de succinato y malato son inhibidas tanto por el 2-oxoglutarato como por el citrato.

Relevancia de la enfermedad

La supresión de SLC25A10 reguló negativamente la síntesis de ácidos grasos en ratones, lo que resultó en una menor acumulación de lípidos en los adipocitos . Además, la inactivación de SLC25A10 inhibió la lipogénesis estimulada por insulina en los adipocitos. Estos hallazgos presentan un posible objetivo para los tratamientos contra la obesidad. [16] [24] También se regula positivamente en los tumores, lo que probablemente se debe a que regula el metabolismo energético y la homeostasis redox , ambos frecuentemente alterados en las células tumorales. En las células de cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP), se encontró que la inhibición de SLC25A10 aumenta la sensibilidad a los medicamentos anticancerígenos tradicionales y, por lo tanto, puede presentar un objetivo potencial para las estrategias anticancerígenas. [25] Además, se ha descubierto que la sobreexpresión de transportadores de dicarboxilato en las células del túbulo proximal renal causa una reversión a un estado no diabético y protege a las células de la lesión oxidativa. Este hallazgo respalda a los transportadores de dicarboxilato como un objetivo terapéutico potencial para corregir los trastornos metabólicos subyacentes en la nefropatía diabética. [26]

Interacciones

Esta proteína tiene interacciones binarias con NOTCH2NL , KRTAP5-9, KRTAP4-2, KRTAP10-8, MDFI y KRT40 . [27] [28]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000183048 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000025792 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ Dolce V, Cappello AR, Capobianco L (septiembre de 1997). "Transportadores de tricarboxilato y dicarboxilato-tricarboxilato mitocondriales: de animales a plantas". IUBMB Life . 66 (7): 462–71. doi : 10.1002/iub.1290 . PMID  25045044. S2CID  21307218.
  6. ^ ab Fiermonte G, Palmieri L, Dolce V, Lasorsa FM, Palmieri F, Runswick MJ, Walker JE (septiembre de 1998). "La secuencia, la expresión bacteriana y la reconstitución funcional del transportador de dicarboxilato mitocondrial de rata clonado a través de homólogos distantes en levadura y Caenorhabditis elegans". The Journal of Biological Chemistry . 273 (38): 24754–9. doi : 10.1074/jbc.273.38.24754 . PMID  9733776.
  7. ^ Pannone E, Fiermonte G, Dolce V, Rocchi M, Palmieri F (marzo de 1999). "Asignación del gen portador de dicarboxilato humano (DIC) a la banda 17q25.3 del cromosoma 17". Citogenética y genética celular . 83 (3–4): 238–9. doi :10.1159/000015190. PMID  10072589. S2CID  38031823.
  8. ^ ab "Entrez Gene: SLC25A10 familia de transportadores de solutos 25 (transportador mitocondrial; transportador de dicarboxilato), miembro 10".
  9. ^ Palmieri L, Palmieri F, Runswick MJ, Walker JE (diciembre de 1996). "Identificación por expresión bacteriana y reconstitución funcional de la secuencia genómica de levadura que codifica la proteína transportadora de dicarboxilato mitocondrial". FEBS Letters . 399 (3): 299–302. doi : 10.1016/S0014-5793(96)01350-6 . PMID  8985166. S2CID  42731082.
  10. ^ Zong NC, Li H, Li H, Lam MP, Jimenez RC, Kim CS, Deng N, Kim AK, Choi JH, Zelaya I, Liem D, Meyer D, Odeberg J, Fang C, Lu HJ, Xu T, Weiss J, Duan H, Uhlen M, Yates JR, Apweiler R, Ge J, Hermjakob H, Ping P (octubre de 2013). "Integración de la biología y la medicina del proteoma cardíaco mediante una base de conocimiento especializada". Circulation Research . 113 (9): 1043–53. doi :10.1161/CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475 . PMID  23965338. 
  11. ^ "SLC25A10 - Transportador de dicarboxilato mitocondrial". Base de conocimiento del Atlas de proteínas de organelas cardíacas (COPaKB) .
  12. ^ ab Fiermonte G, Dolce V, Arrigoni R, Runswick MJ, Walker JE, Palmieri F (diciembre de 1999). "Organización y secuencia del gen del transportador de dicarboxilato mitocondrial humano: evolución de la familia de transportadores". The Biochemical Journal . 344 (3): 953–60. doi :10.1042/bj3440953. PMC 1220721 . PMID  10585886. 
  13. ^ Herencia mendeliana en línea en el hombre (OMIM): SLC25A10 - 606794
  14. ^ ab Das K, Lewis RY, Combatsiaris TP, Lin Y, Shapiro L, Charron MJ, Scherer PE (diciembre de 1999). "Expresión predominante del transportador de dicarboxilato mitocondrial en el tejido adiposo blanco". The Biochemical Journal . 344 (2): 313–20. doi :10.1042/0264-6021:3440313. PMC 1220646 . PMID  10567211. 
  15. ^ Kunji ER (abril de 2004). "El papel y la estructura de los transportadores mitocondriales". FEBS Letters . 564 (3): 239–44. doi :10.1016/S0014-5793(04)00242-X. PMID  15111103. S2CID  34604794.
  16. ^ ab Mizuarai S, Miki S, Araki H, Takahashi K, Kotani H (septiembre de 2005). "Identificación del transportador de dicarboxilato Slc25a10 como transportador de malato en la síntesis de novo de ácidos grasos". The Journal of Biological Chemistry . 280 (37): 32434–41. doi : 10.1074/jbc.M503152200 . PMID  16027120.
  17. ^ Huypens P, Pillai R, Sheinin T, Schaefer S, Huang M, Odegaard ML, Ronnebaum SM, Wettig SD, Joseph JW (enero de 2011). "El transportador de dicarboxilato desempeña un papel en el transporte de malato mitocondrial y en la regulación de la secreción de insulina estimulada por glucosa de las células beta pancreáticas de rata". Diabetologia . 54 (1): 135–45. doi : 10.1007/s00125-010-1923-5 . PMID  20949348.
  18. ^ Lin Y, Berg AH, Iyengar P, Lam TK, Giacca A, Combs TP, Rajala MW, Du X, Rollman B, Li W, Hawkins M, Barzilai N, Rhodes CJ, Fantus IG, Brownlee M, Scherer PE (febrero de 2005). "La respuesta inflamatoria inducida por hiperglucemia en los adipocitos: el papel de las especies reactivas de oxígeno". The Journal of Biological Chemistry . 280 (6): 4617–26. doi : 10.1074/jbc.M411863200 . PMID  15536073.
  19. ^ Kamga CK, Zhang SX, Wang Y (agosto de 2010). "El transporte de glutatión mediado por transportadores de dicarboxilato es esencial para la homeostasis de especies reactivas de oxígeno y la respiración normal en mitocondrias de cerebro de rata". American Journal of Physiology. Fisiología celular . 299 (2): C497-505. doi :10.1152/ajpcell.00058.2010. PMC 2928630. PMID 20538765  . 
  20. ^ Chappell JB (mayo de 1968). "Sistemas utilizados para el transporte de sustratos a las mitocondrias". British Medical Bulletin . 24 (2): 150–7. doi :10.1093/oxfordjournals.bmb.a070618. PMID  5649935.
  21. ^ Meijer AJ, Groot GS, Tager JM (mayo de 1970). "Efecto de los reactivos bloqueadores de sulfhidrilo en las reacciones de intercambio aniónico mitocondrial que involucran fosfato". FEBS Letters . 8 (1): 41–44. doi :10.1016/0014-5793(70)80220-4. PMID  11947527. S2CID  28153182.
  22. ^ Passarella S, Palmieri F, Quagliariello E (diciembre de 1973). "El papel de los iones metálicos en el transporte de sustratos en las mitocondrias". FEBS Letters . 38 (1): 91–5. doi :10.1016/0014-5793(73)80521-6. PMID  4772695. S2CID  27910976.
  23. ^ Palmieri F, Pierri CL, De Grassi A, Nunes-Nesi A, Fernie AR (abril de 2011). "Evolución, estructura y función de los transportadores mitocondriales: una revisión con nuevos conocimientos". The Plant Journal . 66 (1): 161–81. doi :10.1111/j.1365-313X.2011.04516.x. hdl :11586/79017. PMID  21443630.
  24. ^ Kulyté A, Ehrlund A, Arner P, Dahlman I (1 de junio de 2017). "El perfil del transcriptoma global identifica a KLF15 y SLC25A10 como modificadores de la sensibilidad a la insulina de los adipocitos en mujeres obesas". PLOS ONE . ​​12 (6): e0178485. Bibcode :2017PLoSO..1278485K. doi : 10.1371/journal.pone.0178485 . PMC 5453532 . PMID  28570579. 
  25. ^ Zhou X, Paredes JA, Krishnan S, Curbo S, Karlsson A (abril de 2015). "El transportador mitocondrial SLC25A10 regula el crecimiento de células cancerosas". Oncotarget . 6 (11): 9271–83. doi :10.18632/oncotarget.3375. PMC 4496216 . PMID  25797253. 
  26. ^ Lash LH (julio de 2015). "Glutatión mitocondrial en la nefropatía diabética". Revista de medicina clínica . 4 (7): 1428–47. doi : 10.3390/jcm4071428 . PMC 4519798 . PMID  26239684. 
  27. ^ "SLC25A3 - Transportador de dicarboxilato mitocondrial - Homo sapiens (humano) - Gen y proteína SLC25A10" www.uniprot.org . Consultado el 21 de agosto de 2018 . Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0.
  28. ^ "UniProt: la base de conocimiento universal sobre proteínas". Nucleic Acids Research . 45 (D1): D158–D169. Enero de 2017. doi :10.1093/nar/gkw1099. PMC 5210571 . PMID  27899622. 

Lectura adicional

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que se encuentra en el dominio público .