Carnitine [(3R)-3-hydroxy-4-(trimethylazaniumyl)butanoate] in mammals is mainly delivered with diet. It enters the cell due to the activity of organic cation/carnitine transporter OCTN2 (SLC22A5), it can be as well transported by CT2 (SLC22A16) and a transporter of neutral and basic amino acids ATB0, + (SLC6A14). The hydroxyl group of carnitine is able to form esters with organic acids (xenobiotics, fatty acids) due to the activity of acylcarnitine transferases. Carnitine is necessary for transfer of fatty acids to mitochondria: in functioning of the so-called carnitine shuttle an essential role is fulfilled by palmitoylcarnitine transferase 1, carnitine carrier (SLC25A20) in the inner mitochondrial membrane and palmitoylcarnitine transferase 2. Oxidation of fatty acids takes also place in peroxisomes. The produced medium-chain acyl derivatives are exported as acylcarnitines, most probably by OCTN3 (Slc22a21). It has been postulated that acylcarnitines can cross the outer mitochondrial membrane through the voltage-dependent anion channel (VDAC) and/or through the palmitoycarnitine transferase 1 oligomer. Mutations of genes coding carnitine plasma membrane transporters result in the primary carnitine deficiency, with symptoms affecting normal functioning of muscles (including heart) and brain. Mechanisms regulating functioning of these transporters have been presented with emphasis on their role as potential therapeutic targets.
Karnityna [(3R)-3-hydroksy-4-(trimetyloazaniumylo)maślan] w organizmach ssaków jest dostarczana głównie z pożywieniem. Do komórek wchodzi dzięki aktywności transportera kationów organicznych i karnityny OCTN2 (SLC22A5), może też być transportowana przez CT2 (SLC22A16) i transporter aminokwasów obojętnych i zasadowych ATB0, + (SLC6A14). Grupa hydroksylowa karnityny ma zdolność tworzenia estrów z kwasami organicznymi (ksenobiotyki, kwasy tłuszczowe) dzięki aktywności acylotransferaz karnitynowych. Karnityna jest niezbędna w przenoszeniu kwasów tłuszczowych do mitochondriów: w funkcjonowaniu tzw. wahadła karnitynowego istotną rolę spełniają palmitoilotransferaza karnitynowa 1, nośnik karnitynowy (SLC25A20) w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i palmitoilotransferaza karnitynowa 2. Utlenianie kwasów tłuszczowych zachodzi także w peroksysomach. Powstające pochodne o średniej długości łańcucha węglowego usuwane są w formie acylokarnityn i najprawdopodobniej zaangażowany jest w tym procesie transporter OCTN3 (Slc22a21). W transporcie acylowych estrów karnityny przez zewnętrzną błonę mitochondrialną proponowany jest udział kanału anionowego regulowanego napięciem (VDAC) lub/i oligomerów palmitoilotranferazy karnitynowej 1. Mutacje w genach kodujących białka transportujące karnitynę przez błonę plazmatyczną objawiają się tzw. pierwotnym niedoborem karnityny o symptomach zaburzających normalne funkcjonowanie mięśni (w tym serca) i mózgu. W artykule omówiono także mechanizmy regulujące funkcjonowanie tych białek, z podkreśleniem ich roli jako potencjalnych celów terapeutycznych.
Keywords: OCTN; carnitine; mitochondria; peroxisomes.