Malatendehydrogenase is een cruciaal enzym in de cellulaire stofwisseling, dat de omkeerbare omzetting van malaat naar oxaloacetaat faciliteert, terwijl het NAD⁺ reduceert naar NADH. Dit enzym is essentieel in verschillende metabolische pathways, inclusief de citroenzuurcyclus (TCA) en gluconeogenese. De activiteit van MDH is cruciaal voor het behouden van de cellulaire energiebalans en redoxstatus, waardoor het een belangrijk doelwit is voor biochemische assays die de functionele capaciteit evalueren.

Enzymatisch Mechanisme

Malatendehydrogenase werkt via een tweestapsmechanisme, waarbij eerst het substraat bindt en vervolgens hydride-ionen van malaat naar NAD⁺ worden overgedragen, wat resulteert in de vorming van oxaloacetaat en NADH. De reactie kan als volgt worden samengevat:

Malaat + NAD⁺ ⇌ Oxaloacetaat + NADH + H⁺

Deze reactie is energetisch ongunstig onder standaardomstandigheden, wat een nauwkeurige controle van de substraatconcentraties en omgevingsomstandigheden vereist om de reactie vooruit te drijven.

Toepassingen en Implicaties

De beoordeling van de activiteit van malatendehydrogenase heeft belangrijke implicaties in verschillende velden:

• Kankeronderzoek: Verhoogde malatendehydrogenase-activiteit is geassocieerd met tumormetabolisme, vooral bij niet-kleincellig longcarcinoom (NSCLC), waar het kan bijdragen aan verhoogde celproliferatie en overleving.
• Metabole stoornissen: Het begrijpen van de functie van malatendehydrogenase kan helpen bij het verklaren van metabolische verstoringen die optreden bij aandoeningen zoals diabetes en obesitas.
• Geneesmiddelenontwikkeling: Het richten van inhibitie van malatendehydrogenase kan therapeutische benaderingen bieden voor het controleren van metabolische pathways die door kankercellen of pathogenen zoals Plasmodium falciparum worden benut.