Carnitin transportsystem

Carnitin transportsystemet (også carnitin acyltransferase system , carnitin shuttle ) er et af flere mitokondrielle transportsystemer, der udfører overførslen af ​​acyl-CoA, gennem acylering af carnitin i cytoplasmaet, gennem mitokondrielle membraner ind i matrixen (transmembran transfer) . Systemet omfatter flere enzymer: carnitin acyltransferaser (også carnitin palmitoyl transferaser , forkortelse CPT) og et bærerprotein - carnitin acylcarnitin translocase (abbr. CACT). Disse enzymer er membranproteiner .

Overførselsstruktur og -mekanisme

Aktiverede kort- og mellemkædede fedtsyrer kan nemt krydse mitokondrie-dobbeltmembranen , men de fleste fedtsyrer er langkædede, hvilket forhindrer disse syrer i at trænge ind i det indre. Til denne overførsel har mitokondrierne et system til at transportere sådanne fedtsyrer over membraner via carnitin-shuttlen. Fedtsyrer i form af acyl-CoA bliver først transportable i cytoplasmaet af celler efter interaktion med carnitin . Reaktionsmekanismen er overførslen af ​​en acylgruppe (COR) fra et acyl-CoA-molekyle til et substrat, carnitin. Reaktionen katalyseres af enzymet carnitin palmitoyltransferase I (CPT1). Det resulterende acylcarnitin diffunderer gennem den ydre membran ind i mitokondriernes intermembranrum til den indre membran. Den indre membran er uigennemtrængelig for acylcarnitin, og derfor transporteres den af ​​et bærerprotein, carnitin acylcarnitin translocase (CACT), som trænger gennem den indre mitokondrielle membran (er et transmembranprotein ). Dette enzym udfører overførslen af ​​acylcarnitin ved lettet diffusion ind i matrixen . Yderligere spaltes acylcarnitin under påvirkning af coenzym A (CoA-SH) og enzymet carnitin palmitoyltransferase II (CPT2) (placeret på indersiden af ​​den indre membran) til carnitin og acyl-CoA, som yderligere udsættes for β-oxidation . Carnitin transporteres ind i intermembranrummet ved hjælp af den samme translokase og diffunderer frit ind i cytoplasmaet, hvor det acyleres igen. Reaktionsligningerne for overførsel af acyl-CoA til matrixen via carnitin-shuttlen er som følger:

R-CO~SCoA + carnitin ↔ carnitin-COR + CoA-SH

og

CoA-SH + carnitin-COR ↔ R-CO~SCoA + carnitin

Den første ligning karakteriserer acyleringen af ​​carnitin, den anden - den omvendte proces med dannelsen af ​​acyl-CoA.

Patologi

Patologier i carnitintransportsystemet er forbundet med genetiske defekter i de komponenter, der udgør dets sammensætning. Den mest almindelige er carnitin palmitoyltransferase I mangel.

Noter

Se også