एडेनिन न्यूक्लियोटाइड ट्रांसलोकेटर

एडेनिन न्यूक्लियोटाइड ट्रांसलोकेटर (एएनटी), जिसे एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस (एएनटी), एडीपी/एटीपी वाहक प्रोटीन (एएसी) या माइटोकॉन्ड्रियल एडीपी/एटीपी वाहक के रूप में भी जाना जाता है, आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में मुक्त एडीपी के साथ मुक्त एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट का आदान-प्रदान करता है। एएनटी आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में सबसे प्रचुर प्रोटीन है और माइटोकॉन्ड्रियल वाहक परिवार से संबंधित है। रेफरी>

मुक्त एडीपी को कोशिका द्रव्य  से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में ले जाया जाता है, जबकि ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन से उत्पन्न एटीपी को माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स से साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है, इस प्रकार कोशिकाओं को इसकी मुख्य ऊर्जा मुद्रा प्रदान की जाती है। एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस यूकेरियोट्स के लिए विशिष्ट हैं और माना जाता है कि ये यूकेरियोजेनेसिस के दौरान विकसित हुए हैं। रेफरी> मानव कोशिकाएं चार ADP/ATP ट्रांसलोकेस व्यक्त करती हैं: SLC25A4, SLC25A5, SLC25A6 और SLC25A31, जो आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में 10% से अधिक प्रोटीन का गठन करते हैं। रेफरी> इन प्रोटीनों को माइटोकॉन्ड्रियल वाहक सुपरफैमिली के अंतर्गत वर्गीकृत किया गया है।

प्रकार
मनुष्यों में, तीन होमोलॉजी (जीव विज्ञान) मौजूद हैं#पैरालॉजी एएनटी प्रोटीन आइसोफॉर्म:
 * SLC25A4 - मुख्य रूप से हृदय और कंकाल की मांसपेशियों में पाया जाता है
 * SLC25A5 - मुख्य रूप से तंतुकोशिका में व्यक्त होता है
 * SLC25A6 - मुख्य रूप से यकृत में व्यक्त होता है

संरचना
लंबे समय से माना जाता रहा है कि एएनटी एक होमोडीमर के रूप में कार्य करता है, लेकिन इस अवधारणा को इलेक्ट्रॉन क्रिस्टलोग्राफी द्वारा हल की गई यीस्ट एएसी3पी की प्रक्षेपण संरचना द्वारा चुनौती दी गई थी, जिससे पता चला कि प्रोटीन तीन गुना सममित और मोनोमेरिक था, जिसके माध्यम से सब्सट्रेट के लिए स्थानांतरण मार्ग था। केंद्र। गोजातीय एएनटी की परमाणु संरचना ने इस धारणा की पुष्टि की, और माइटोकॉन्ड्रियल वाहक की पहली संरचनात्मक तह प्रदान की। आगे के काम से पता चला है कि डिटर्जेंट में ANT एक मोनोमर है और माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में एक मोनोमर के रूप में कार्य करता है।

एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस 1 मानव कोशिकाओं में प्रमुख एएसी और इस परिवार का आदर्श प्रोटीन है। इसका द्रव्यमान लगभग 30 kDa है, जिसमें 297 अवशेष शामिल हैं। यह छह ट्रांसमेम्ब्रेन अल्फा हेलिक्स|α-हेलिसेस बनाता है जो एक बैरल बनाता है जिसके परिणामस्वरूप एक गहरे शंकु के आकार का अवसाद होता है जो बाहर से पहुंच योग्य होता है जहां एंजाइम सब्सट्रेट (जीव विज्ञान)जीवविज्ञान) बांधता है। अधिकांश आइसोफॉर्मों में संरक्षित बाइंडिंग पॉकेट में ज्यादातर मूल अवशेष होते हैं जो एटीपी या एडीपी के साथ मजबूत बंधन की अनुमति देते हैं और इसका अधिकतम व्यास 20 Å और गहराई 30 Å होती है। दरअसल,  arginine  अवशेष 96, 204, 252, 253, और 294, साथ ही लाइसिन 38, को ट्रांसपोर्टर गतिविधि के लिए आवश्यक दिखाया गया है।

फ़ंक्शन
एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण से संश्लेषित एटीपी को साइटोप्लाज्म में पहुंचाता है, जहां इसका उपयोग ऊष्मप्रवैगिकी  की प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं को शक्ति देने के लिए कोशिका की प्रमुख ऊर्जा मुद्रा के रूप में किया जा सकता है। एटीपी के एडीपी में परिणामी हाइड्रोलिसिस के बाद, एडीपी को वापस माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में ले जाया जाता है, जहां इसे एटीपी में पुनः फॉस्फोराइलेट किया जा सकता है। क्योंकि एक मानव आम तौर पर दैनिक आधार पर अपने स्वयं के द्रव्यमान के बराबर एटीपी का आदान-प्रदान करता है, एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस प्रमुख चयापचय निहितार्थ के साथ एक महत्वपूर्ण ट्रांसपोर्टर प्रोटीन है।

एएनटी 1:1 के अनुपात में एडेनोसिन डाइफॉस्फेट और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट के मुक्त, यानी डिप्रोटोनेटेड, गैर- मैगनीशियम, गैर-कैल्शियम बाध्य रूपों का परिवहन करता है। परिवहन पूरी तरह से प्रतिवर्ती है, और इसकी दिशात्मकता इसके सब्सट्रेट्स (माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर और बाहर एडीपी और एटीपी), एडेनिन न्यूक्लियोटाइड्स के चेलेटर्स और माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली क्षमता की सांद्रता से नियंत्रित होती है। इन मापदंडों के संबंध को 'एएनटी (ईरेव_एएनटी) की उत्क्रमण क्षमता के लिए एक समीकरण समाधान द्वारा व्यक्त किया जा सकता है, जो माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली क्षमता का एक मूल्य है जिस पर एएनटी द्वारा एडेनिन न्यूक्लियोटाइड का कोई शुद्ध परिवहन नहीं होता है।  ANT और ATP सिंथेज़|F0-F1 ATP सिंथेज़ आवश्यक रूप से दिशात्मक समकालिकता में नहीं हैं।

आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में एडीपी और एटीपी के आदान-प्रदान के अलावा, एएनटी एक आंतरिक अनयुग्मन गतिविधि भी प्रदर्शित करता है एएनटी एक महत्वपूर्ण नियामक है और माइटोकॉन्ड्रियल पारगम्यता संक्रमण छिद्र का संभावित संरचनात्मक घटक, विभिन्न विकृति में शामिल एक चैनल जिसका कार्य अभी भी मायावी बना हुआ है। कर्च एट अल. एक बहु-छिद्र मॉडल का प्रस्ताव करें जिसमें ANT, छिद्र के आणविक घटकों में से कम से कम एक हो। रेफरी>कर्च जे, ब्राउन्ड एमजे, खलील एच, एट अल। एएनटी परिवार और सीवाईडीडी को हटाकर माइटोकॉन्ड्रियल पारगम्यता संक्रमण को रोकना। विज्ञान सलाहकार. 2019;5(8):eaaw4597. प्रकाशित 2019 अगस्त 28. doi:10.1126/sciadv.aaw4597

ट्रांसलोकेस तंत्र
सामान्य परिस्थितियों में, एटीपी और एडीपी अपने उच्च नकारात्मक चार्ज के कारण आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली को पार नहीं कर सकते हैं, लेकिन एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस, एक प्रतिवाहक, दो अणुओं के परिवहन को जोड़ता है। एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस में अवसाद वैकल्पिक रूप से झिल्ली के मैट्रिक्स और साइटोप्लाज्मिक पक्षों का सामना करता है। इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में एडीपी, साइटोप्लाज्म से आकर, ट्रांसलोकेस को बांधता है और इसके विचलन को प्रेरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एडीपी मैट्रिक्स में जारी होता है। मैट्रिक्स से एटीपी का बंधन विचलन को प्रेरित करता है और इसके परिणामस्वरूप एटीपी इंटरमब्रेनर स्पेस में रिलीज होता है, जो बाद में साइटोप्लाज्म में फैल जाता है, और साथ ही ट्रांसलोकेस को उसकी मूल संरचना में वापस लाता है। एटीपी और एडीपी ट्रांसलोकेस द्वारा मान्यता प्राप्त एकमात्र प्राकृतिक न्यूक्लियोटाइड हैं।

नेट प्रक्रिया को निम्न द्वारा निरूपित किया जाता है:
 * एडीपी3−cytoplasm + एटीपी4−matrix → एडीपी3−matrix + एटीपी4−cytoplasm

एडीपी/एटीपी एक्सचेंज ऊर्जावान रूप से महंगा है: सेलुलर श्वसन या एक हाइड्रोजन आयन द्वारा इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से प्राप्त ऊर्जा का लगभग 25%, एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस द्वारा उपयोग की जाने वाली झिल्ली क्षमता को पुनर्जीवित करने के लिए खर्च किया जाता है।

ट्रांसलोकेटर दो अवस्थाओं के बीच चक्र करता है, जिसे साइटोप्लाज्मिक और मैट्रिक्स अवस्था कहा जाता है, जो बारी-बारी से इन डिब्बों तक खुलता है। ऐसी संरचनाएं उपलब्ध हैं जो ट्रांसलोकेटर को अवरोधक carboxyatractyloside द्वारा साइटोप्लाज्मिक अवस्था में बंद दिखाती हैं, या अवरोधक बोंगक्रेक एसिड|बोंगक्रेकिक एसिड द्वारा मैट्रिक्स अवस्था में।

परिवर्तन
माइटोकॉन्ड्रियल मायोपैथी जैसी दुर्लभ लेकिन गंभीर बीमारियाँ निष्क्रिय मानव एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस से जुड़ी हैं। माइटोकॉन्ड्रियल मायोपैथीज़ (एमएम) नैदानिक ​​और जैव रासायनिक रूप से विषम विकारों के एक समूह को संदर्भित करता है जो कंकाल की मांसपेशियों में प्रमुख माइटोकॉन्ड्रियल संरचनात्मक असामान्यताओं की सामान्य विशेषताओं को साझा करता है। एमएम की प्रमुख रूपात्मक पहचान फटे-पुराने, लाल रेशे हैं जिनमें असामान्य माइटोकॉन्ड्रिया के परिधीय और इंटरमायोफाइब्रिलर संचय होते हैं। विशेष रूप से,  प्रभुत्व (आनुवांशिकी)  प्रोग्रेसिव एक्सटर्नल नेत्रश्लेष्मलाशोथ (एडीपीईओ) डिसफंक्शनल एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस से जुड़ा एक सामान्य विकार है और आंखों की गतिविधियों के लिए जिम्मेदार मांसपेशियों के पक्षाघात को प्रेरित कर सकता है। सामान्य लक्षण आंखों तक ही सीमित नहीं हैं और इसमें व्यायाम असहिष्णुता, मांसपेशियों में कमजोरी, सुनने की कमी और बहुत कुछ शामिल हो सकते हैं। adPEO मेंडेलियन वंशानुक्रम पैटर्न दिखाता है लेकिन बड़े पैमाने पर माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए (mtDNA) विलोपन की विशेषता है। एमटीडीएनए में डीएनए के कुछ इंट्रोन्स या गैर-कोडिंग क्षेत्र होते हैं, जिससे हानिकारक उत्परिवर्तन की संभावना बढ़ जाती है। इस प्रकार, एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस एमटीडीएनए में कोई भी संशोधन एक निष्क्रिय ट्रांसपोर्टर को जन्म दे सकता है, विशेष रूप से बाइंडिंग पॉकेट में शामिल अवशेष जो ट्रांसलोकेस प्रभावकारिता से समझौता करेंगे। एमएम आमतौर पर निष्क्रिय एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस से जुड़ा होता है, लेकिन एमएम को कई अलग-अलग माइटोकॉन्ड्रियल असामान्यताओं के माध्यम से प्रेरित किया जा सकता है।

निषेध
एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस यौगिकों के दो परिवारों द्वारा विशेष रूप से बाधित है। पहला परिवार, जिसमें एट्रैक्टाइलोसाइड (एटीआर) और कार्बोक्सीट्रैक्टाइलोसाइड (सीएटीआर) शामिल हैं, साइटोप्लाज्मिक पक्ष से एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस को बांधता है, इसे साइटोप्लाज्मिक पक्ष के खुले ढांचे में बंद कर देता है। इसके विपरीत, दूसरा परिवार, जिसमें बोंगक्रेकिक एसिड (बीए) और आइसोबॉन्गक्रेकिक एसिड (आइसोबीए) शामिल हैं, मैट्रिक्स से ट्रांसलोकेस को बांधता है, इसे मैट्रिक्स साइड ओपन कंफर्मेशन में लॉक करता है। अवरोधकों के नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए समूह बाइंडिंग पॉकेट के भीतर गहराई से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अवशेषों से मजबूती से जुड़ते हैं। उच्च आत्मीयता (पृथक्करण स्थिरांक|केdनैनोमोलर रेंज में) कोशिका के बाकी हिस्सों में सेलुलर श्वसन/ऊर्जा हस्तांतरण में बाधा डालकर प्रत्येक अवरोधक को एक घातक जहर बनाता है। ऐसी संरचनाएं उपलब्ध हैं जो ट्रांसलोकेटर को अवरोधक कार्बोक्सीट्रैक्टाइलोसाइड द्वारा साइटोप्लाज्मिक अवस्था में बंद दिखाती हैं, या अवरोधक बोंगक्रेक एसिड|बोंगक्रेकिक एसिड द्वारा मैट्रिक्स अवस्था में।

इतिहास
1955 में, सीकेविट्ज़ और पॉटर ने प्रदर्शित किया कि एडीनाइन न्यूक्लियोटाइड माइटोकॉन्ड्रियल और साइटोसोलिक डिब्बों में स्थित दो पूलों में कोशिकाओं में वितरित किए गए थे। इसके तुरंत बाद, प्रेसमैन ने परिकल्पना की कि दोनों पूल न्यूक्लियोटाइड का आदान-प्रदान कर सकते हैं। हालाँकि, ADP/ATP ट्रांसपोर्टर के अस्तित्व की परिकल्पना 1964 तक नहीं की गई थी जब ब्रूनी और अन्य। चूहे के लिवर माइटोकॉन्ड्रिया की ऊर्जा-स्थानांतरण प्रणाली (ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन) और एडीपी बाइंडिंग साइटों पर एट्रैक्टाइलोसाइड के निरोधात्मक प्रभाव को उजागर किया। इसके तुरंत बाद, अस्तित्व को साबित करने और एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस और ऊर्जा परिवहन के बीच संबंध को स्पष्ट करने के लिए भारी मात्रा में शोध किया गया।  ADP/ATP ट्रांसलोकेस के cDNA को 1982 में गोजातीय के लिए अनुक्रमित किया गया था और 1986 में एक यीस्ट प्रजाति Saccharomyces cerevisiae अंततः बैटिनी एट अल से पहले। 1989 में मानव ट्रांसपोर्टर के एक सीडीएनए क्लोन का अनुक्रम किया गया। मानव और यीस्ट एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस के बीच कोडिंग अनुक्रमों में होमोलॉजी (जीव विज्ञान) 47% था, जबकि गोजातीय और मानव अनुक्रम 297 अवशेषों में से 266 या 89.6% तक उल्लेखनीय रूप से विस्तारित थे। दोनों मामलों में, सबसे अधिक संरक्षित अवशेष एडीपी/एटीपी सब्सट्रेट बाइंडिंग पॉकेट में हैं।

यह भी देखें

 * माइटोकॉन्ड्रियल वाहक
 * कोशिकीय श्वसन
 * ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन