Mechanism of ammonium translocation in rat liver mitochondria: finger-printing of the translocator

Nosotros hemos estudiado si el amoníaco atraviesa la membrana interna de la mitocondria de hígado de rata como una especie cargada (NH+4) o descargada (NH3). El hinchamiento pasivo de mitocondrias suspendidas en acetato de amonio y/o sodio, mostró que: el hinchamiento depende de la concentración de amonio de la misma forma en que depende de la de sodio (a concentración de acetato constante). Las curvas alcanzan una meseta a 115 mM de amonio y 100 mM de sodio. Un cambio de dos unidades de pH induce un cambio de dos órdenes de magnitud en la concentración de NH3, en tanto que la de NH+4 permanece casi constante. Sin embargo, la magnitud y la velocidad iniciales de hinchamiento no cambian significativamente. Los resultados se discuten en términos que el NH+4 es translocado como una especie cargada vía un sistema de transporte. El sistema de transporte se caracterizó estudiando el hinchamiento de mitocondrias de hígado de rata suspendidas en acetatos de cationes alcalinos, de amonio y de cationes nitrogenados: el patrón de selectividad del translocador es NH+4>Na+>Li+>K+>Rb+>Cs+> (Secuencia X de Eisenman). Para cationes nitrogenados homólogos la permeabilidad disminuye a medida que el peso molecular aumenta o la movilidad en solución disminuye. Los iones con un radio de Ladd menor que 3.7-3.8 A y área por debajo de 15 A2 son permeables, los que tienen un mayor radio o área no lo son. Cuando la cadena de los cationes nitrogenados monosustituidos se alarga, la permeabilidad decrece, pasa por un mínimo cuando el nC = 4 y luego aumenta. Los cationes nitrogenados que no forman puentes de hidrógeno no entran a la mitocondria; los que tienen uno, dos o tres protones para donar tienen permeabilidades semejantes, y aquellos con uno, dos o tres oxígenos aceptores de protones aumentan su permeabilidad casi linealmente. La formamidina, acetamidina, TEA, derivados de la guanidina, N,N-diciclohexilcarbodiimida y N-etil maleimida no fueron capaces de inhibir el hinchamiento pasivo inducido por sodio en la mitocondria

Magnesium and octylguanidinium inhibition of monovalent cation translocation in mitochondria

Nosotros hemos estudiado los efectos inhibitorios de varios cationes (OG+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Mn2+, La3+) sobre las vías"uniport" y de intercambio para el Na+ y el K+ en mitocondrias de hígado de rata. El hinchamiento de las mitocondrias suspendidas en acetato de sodio o de potasio indica que: 1. El influjo pasivo de Na+ a mitocondrias inhibidas no se ve afectado por OG+ (en el rango micromolar), y concentraciones milimolares de cationes polivalentes sólo inducen una inhibición pobre, siendo la secuencia La3+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>Sr2+ = 0. 2. El influjo activo de sodio se inhibe en un 50% con Mg2+ 60 micronM o con OG+ 90 micronM. El La3+, Mn2+, Ca2+ y Sr2+ también inhiben el influjo de sodio (rango milimolar). Se necesitan 10 mM de Mg2+ o 35 micronM de OG+ para inhibir en un 50% el influjo activo de potasio. 3. La salida de cationes alcalinos de mitocondrias parcialmente hinchadas e inhibidas se bloquea en un 50% con 2 mM de Mg2+ o 105 micronM OG+ siempre que el sodio sea el principal catión permeable de la solución. Se necesitan 3 mM de Mg2+ o 38 micronM de OG+ para inhibir en un 50% a las mitocondrias suspendidas en acetato de potasio. 4. La salida de cationes alcalinos de mitocondrias activas parcialmente hinchadas suspendidas en acetato de sodio se ve favorecida por concentraciones superiores a 0.1-0.2 Mg2+ o 50-100 micronM OG+. Estos datos se ajustan a un mecanismo que involucra a un translocador que introduce Na+ en un proceso dependiente de energía y que es sensible a Mg2+ y OG+ y un intercambiador catión/H+, insensible a Mg2+ y OG+, que trabajan en balance dinámico