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Lexikon der Biochemie: Malat-Aspartat-Shuttle

Malat-Aspartat-Shuttle, ein Transportsystem für die Elektronen des während der Glycolyse gebildeten NADH + H+ vom Cytosol durch die innere Mitochondrienmembran. Da die innere Mitochondrienmembran für NADH + H+ und NAD+ völlig undurchlässig ist, müssen die bei der Glycolyse durch die Oxidation des Glycerinaldehyd-3-phosphats gebildeten Reduktionsäquivalente (NADH + H+) zur Oxidation in der Atmungskette mittels komplexer Shuttle-Systeme in das Mitochondrium geschleust werden. Im Vergleich zum Glycerinphosphat-Shuttle ist der M. bei Säugern komplexer, aber bezüglich der Energiekonservierung effizienter. Zum M. gehören zwei Membran-Carriersysteme und vier Enzyme (Abb.). Die Elektronen des cytosolisch gebildeten NADH + H+ werden unter der Katalyse der cytosolischen Malat-Dehydrogenase auf Oxalacetat übertragen. Das gebildete Malat gelangt über den Malat/α-Ketoglutarat-Carrier durch die innere Mitochondrienmembran in die Mitochondrienmatrix und wird dort durch die mitochondriale Malat-Dehydrogenase wieder in Oxalacetat umgewandelt, wodurch der Elektronentransfer komplettiert wird. Die Regeneration von Oxalacetat im Cytosol erfolgt durch die zweite Stufe des M. Hierbei wird durch die Aspartat-Aminotransferase mitochondriales Oxalacetat in Aspartat überführt, das über den Glutamat/Aspartat-Carrier in das Cytosol gelangt, während gleichzeitig aus Glutamat α-Ketoglutarat entsteht. Im Cytosol wird durch Transaminierung des ebenfalls transferierten α-Ketoglutarats Oxalacetat regeneriert und damit der Kreis geschlossen. Der M. ergibt im Gegensatz zum Glycerinphosphat-Shuttle bei der energetischen Verwertung der Elektronen des NADH + H+ in der Atmungskette drei ATP. Der M. ist für Herz und Leber relevant. Der Transfer der Elektronen des NADH + H+ über den M. kann nur dann erfolgen, wenn das NADH/NAD+-Verhältnis im Cytosol höher ist als in der Mitochondrienmatrix.



Malat-Aspartat-Shuttle. [leicht verändert aus Voet u. Voet, Biochemie, VCH, Weinheim, 1992]

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