アスコルビン酸塩および原形質膜電子輸送 - 酵素対流出

移植膜電子輸送（TPMET）システムは、原形質膜を横切って電子を伝達し、NADHやアスコルビン酸などの細胞内還元剤を犠牲にして細胞外酸化剤（たとえば、フェリシアニド）の正味還元をもたらします。哺乳類のTPMETシステムでは、主要な近位電子ドナーは吸着剤です。アスコルビン酸依存性のTPMETの古典的な説明は、アスコルビン酸を、細胞膜を介して電子をさまざまな生理学的受容体に伝達する移植膜酵素活性に対する制限的に細胞内電子ドナーとして見ています（例えば、鉄鉄やアスコルビルラジカル）。このプロセスに関与する候補タンパク質には、シトクロムB（561）ファミリーのメンバー（例：十二指腸シトクロムB）が含まれます。しかし、取り付けの証拠は、アスコルビン酸の細胞輸出（および2電子酸化生成物の付随する輸入であるデヒドロアスコルビン酸塩）が、アスコルビン酸依存性TPMETの新規および生理学的に関連する形態を構成する可能性があることを示唆しています。酵素TPMETと同様に、細胞のアスコルビン酸エクスポートは、細胞質から細胞外空間への正味電子移動をもたらします。細胞からのアスコルビン酸放出のメカニズムは不明確ですが、体積感受性アニオンチャネルとエキソサイトーシスは依然として有望な候補者です。細胞アスコルビン酸の放出は、血液および脳のアスコルビン酸塩の維持、および細胞による非トランスフェリン結合鉄の取り込みを含むさまざまな恒常性プロセスに関係しています。アスコルビン酸依存性TPMETの「二重性」に関する最近の洞察について説明します。

Transplasma membrane electron transport (tPMET) systems transfer electrons across the plasma membrane, resulting in the net reduction of extracellular oxidants (e.g., ferricyanide) at the expense of intracellular reductants such as NADH and ascorbate. In mammalian tPMET systems, the major proximal electron donor is ascorbate. The classical description of ascorbate-dependent tPMET views ascorbate as a restrictively intracellular electron donor to a transplasma membrane enzymatic activity that transfers electrons across the plasma membrane to various physiological acceptors (e.g., ferric iron and the ascorbyl radical). Candidate proteins involved in this process include members of the cytochrome b(561) family (e.g., duodenal cytochrome b). However, mounting evidence suggests that cellular export of ascorbate (and concomitant import of its two-electron oxidation product, dehydroascorbate) may constitute a novel and physiologically relevant form of ascorbate-dependent tPMET. As with enzymatic tPMET, cellular ascorbate export results in net electron transfer from the cytoplasm to the extracellular space. The mechanisms of ascorbate release from cells are ill-defined, though volume-sensitive anion channels and exocytosis remain promising candidates. Cellular ascorbate release is implicated in various homeostatic processes including ascorbate maintenance in blood and brain, and the uptake of non-transferrin-bound iron by cells. Recent insights into the "duality" of ascorbate-dependent tPMET are discussed.