Voltage-dependent anion channel
વોલ્ટેજ-આધારિત આયન ચેનલો, અથવા મિટોકોન્ડ્રીયલ પોરિન, બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ પર સ્થિત પોરિન આયન ચેનલનો એક વર્ગ છે. આ ચેનલ કોષની સપાટીના પટલમાં વ્યક્ત થાય છે કે નહીં તે અંગે ચર્ચા છે. યુકેરીયોટ્સના બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલનું આ મુખ્ય પ્રોટીન વોલ્ટેજ-આધારિત એનાયન-સિલેક્ટિવ ચેનલ (વીડીએસી) બનાવે છે જે નાના હાઇડ્રોફિલિક અણુઓ માટે સામાન્ય પ્રસરણ છિદ્ર તરીકે વર્તે છે. ચેનલ ઓછી અથવા શૂન્ય પટલ ક્ષમતા પર ખુલ્લી રચના અને 30-40 mV ઉપરની ક્ષમતા પર બંધ રચના અપનાવે છે. વીડીએસી મિટોકોન્ડ્રિયા અને સાયટોસોલ વચ્ચે આયનો અને અણુઓના વિનિમયને સરળ બનાવે છે અને અન્ય પ્રોટીન અને નાના અણુઓ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. માળખું આ પ્રોટીનમાં આશરે 280 એમિનો એસિડ હોય છે અને બીટા બેરલ બનાવે છે જે મિટોકોન્ડ્રીયલ બાહ્ય પટલમાં ફેલાયેલું હોય છે. 1976માં તેની શોધ થઈ ત્યારથી, વીડીએસી પ્રોટીનનું વ્યાપક કાર્ય અને માળખું વિશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું છે. છિદ્રનું એક મુખ્ય લક્ષણ ઉભરી આવ્યું હતુંઃ જ્યારે સમતલીય લિપિડ બાયલેયર્સમાં તેનું પુનર્ગઠન કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉચ્ચ મેટાબોલાઇટ પ્રવાહ સાથે આયન-પસંદગીયુક્ત ઉચ્ચ-વહન સ્થિતિ અને મેટાબોલાઇટ્સના મર્યાદિત માર્ગ સાથે કેટાયન-પસંદગીયુક્ત ઓછી-વહન સ્થિતિ વચ્ચે વોલ્ટેજ-આધારિત પરિવર્તન થાય છે. તેની પ્રારંભિક શોધના 30 વર્ષથી વધુ સમય પછી, 2008 માં, વીડીએસી-1 ના ત્રણ સ્વતંત્ર માળખાકીય પ્રોજેક્ટ્સ પૂર્ણ થયા હતા. પ્રથમ બહુ-પરિમાણીય એન. એમ. આર. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા ઉકેલવામાં આવ્યું હતું. બીજાએ સ્ફટિકીય માહિતીનો ઉપયોગ કરીને વર્ણસંકર અભિગમ લાગુ કર્યો. ત્રીજું એક્સ-રે સ્ફટિકશાસ્ત્રીય તકનીકો દ્વારા નિર્ધારિત માઉસ વીડીએસી-1 સ્ફટિકો માટે હતું. વીડીએસી-1ના 3ડી માળખાના ત્રણ પ્રોજેક્ટોએ ઘણી માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓ જાહેર કરી હતી. પ્રથમ, વી. ડી. એ. સી.-1 બાહ્ય પટલ β-બેરલ પ્રોટીનના નવા માળખાકીય વર્ગને રજૂ કરે છે, જેમાં વિચિત્ર સંખ્યામાં સેર હોય છે. બીજું પાસું એ છે કે અવશેષ E73 ની નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ બાજુની સાંકળ હાઇડ્રોફોબિક પટલ વાતાવરણ તરફ લક્ષી છે. ત્રણ જુદી જુદી પ્રયોગશાળાઓ દ્વારા વિવિધ પ્રાયોગિક સ્રોતો હેઠળ મેળવેલ 19-સ્ટ્રાન્ડેડ 3D માળખું મૂળ પટલ સ્રોતોમાંથી ઇ. એમ. અને એ. એફ. એમ. ડેટાને બંધબેસે છે અને વી. ડી. એ. સી.-1ની જૈવિક રીતે સુસંગત સ્થિતિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. પદ્ધતિ 30 mV (હકારાત્મક કે નકારાત્મક) થી વધુ પટલ ક્ષમતા પર, VDAC બંધ સ્થિતિ ધારે છે, અને એકવાર વોલ્ટેજ આ થ્રેશોલ્ડથી નીચે જાય પછી તેની ખુલ્લી સ્થિતિમાં સંક્રમણ કરે છે. બંને સ્થિતિઓ સરળ ક્ષારને પસાર થવાની મંજૂરી આપે છે, તેમ છતાં વી. ડી. એ. સી. કાર્બનિક આયન સાથે વધુ કડક છે, જે એક એવી શ્રેણી છે જેમાં મોટાભાગના મેટાબોલાઇટ્સ આવે છે. પ્રોટીનની અંદર કન્ફોર્મેશનલ ફેરફારો માટે વોલ્ટેજ ફેરફારોને જોડવા માટેની ચોક્કસ પદ્ધતિ હજુ સુધી તૈયાર કરવામાં આવી નથી, પરંતુ થોમસ એટ અલ દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. સૂચવે છે કે જ્યારે પ્રોટીન બંધ સ્વરૂપમાં સંક્રમણ કરે છે, ત્યારે વોલ્ટેજમાં ફેરફાર ચેનલમાંથી પ્રોટીનના મોટા ભાગને દૂર કરવા તરફ દોરી જાય છે અને અસરકારક છિદ્ર ત્રિજ્યામાં ઘટાડો કરે છે. કેટલાક લાઇસિન અવશેષો, તેમજ ગ્લુ-152, પ્રોટીનની અંદર ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ સંવેદક અવશેષો તરીકે સંકળાયેલા છે. જૈવિક કાર્ય વોલ્ટેજ-આધારિત આયન ચેનલ બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં ચયાપચય અને ઊર્જાસભર પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. તે એ. ટી. પી., એ. ડી. પી., પાયરુવેટ, મેલેટ અને અન્ય મેટાબોલાઇટ્સના પરિવહનમાં સામેલ છે અને આમ મેટાબોલિક માર્ગોમાંથી ઉત્સેચકો સાથે વ્યાપકપણે વાતચીત કરે છે. એટીપી-આધારિત સાયટોસોલિક ઉત્સેચકો હેક્સોકિનાઝ, ગ્લુકોકિનાઝ અને ગ્લિસરોલ કિનેઝ, તેમજ મિટોકોન્ડ્રીયલ એન્ઝાઇમ ક્રિએટિન કિનેઝ, બધા વીડીએસી સાથે જોડાયેલા હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. આ બંધન તેમને મિટોકોન્ડ્રિયામાંથી મુક્ત થતા એટીપીની નજીક મૂકે છે. ખાસ કરીને, હેક્સોકિનાઝનું બંધન ગ્લાયકોલિસિસને ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન સાથે જોડવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. વધુમાં, VDAC એ મિટોકોન્ડ્રિયાની અંદર અને બહાર Ca2 + પરિવહનનું મહત્વપૂર્ણ નિયમનકાર છે. કારણ કે Ca2 + એ પાયરુવેટ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ અને આઇસોસિટ્રેટ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ જેવા મેટાબોલિક ઉત્સેચકો માટેનું સહ-પરિબળ છે, ઊર્જાસભર ઉત્પાદન અને હોમિયોસ્ટેસિસ બંને VDACની Ca2 + ની પારગમ્યતાથી પ્રભાવિત છે. રોગની સુસંગતતા વીડીએસી પણ એપોપ્ટોસિસમાં ભૂમિકા ભજવે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. એપોપ્ટોસિસ દરમિયાન, વીડીએસી સાયટોક્રોમ સી જેવા એપોપ્ટોજેનિક પરિબળોને મુક્ત કરવા માટે મિટોકોન્ડ્રીયલ પારગમ્યતા સંક્રમણ છિદ્રમાં ફેરફાર કરે છે. જો કે, વીડીએસી એ મિટોકોન્ડ્રીયલ પારગમ્યતા સંક્રમણ છિદ્રના આવશ્યક ઘટકો નથી. જોકે સાયટોક્રોમ સી મિટોકોન્ડ્રિયનની અંદર ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશનમાં આવશ્યક ભૂમિકા ભજવે છે. સાયટોસોલમાં તે કેસ્પેઝ નામના પ્રોટીઓલિટિક ઉત્સેચકોને સક્રિય કરે છે, જે કોષના મૃત્યુમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. વીડીએસી-સુવિધાયુક્ત સાયટોક્રોમ સી પ્રકાશન માટેની પદ્ધતિ હજુ સુધી સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ કરવામાં આવી નથી, તેમ છતાં કેટલાક સંશોધનો સૂચવે છે કે વ્યક્તિગત પેટા એકમો વચ્ચે ઓલિગોમેરાઇઝેશન મોટા લવચીક છિદ્રો બનાવી શકે છે જેમાંથી સાયટોક્રોમ સી પસાર થઈ શકે છે. વધુ મહત્વપૂર્ણ પરિબળ એ છે કે સાયટોક્રોમ સીનું પ્રકાશન પણ બી. સી. એલ.-2 પ્રોટીન પરિવાર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છેઃ બેક્સ છિદ્રોના કદને વધારવા અને સાયટોક્રોમ સી પ્રકાશનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે વી. ડી. એ. સી. સાથે સીધો સંપર્ક કરે છે, જ્યારે એન્ટી-એપોપ્ટોટિક બી. સી. એલ.-એક્સ. એલ. ચોક્કસ વિપરીત અસર ઉત્પન્ન કરે છે. હકીકતમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે એન્ટિબોડીઝ કે જે વીડીએસીને અટકાવે છે તે અલગ મિટોકોન્ડ્રિયા અને આખા કોષો બંનેમાં બેક્સ-મધ્યસ્થી સાયટોક્રોમ સી પ્રકાશનમાં પણ દખલ કરે છે. એપોપ્ટોસિસમાં આ મુખ્ય ભૂમિકા વીડીએસીને કેમોથેરાપ્યુટિક દવાઓ માટે સંભવિત લક્ષ્ય તરીકે સૂચવે છે. યીસ્ટના ઉદાહરણોમાં આ પરિવારના બે સભ્યો છે (જનીનો POR1 અને POR2); કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓમાં ઓછામાં ઓછા ત્રણ સભ્યો હોય છે (જનીનો VDAC1, VDAC2 અને VDAC3). મનુષ્યો, મોટાભાગના ઉચ્ચ યુકેરીયોટ્સની જેમ, ત્રણ અલગ અલગ VDAC ને એન્કોડ કરે છે; VDAC1, VDAC2, અને VDAC3. TOMM40 અને TOMM40L સાથે મળીને તેઓ ઉત્ક્રાંતિ સંબંધિત β-બેરલના પરિવારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. છોડમાં સૌથી વધુ સંખ્યામાં વીડીએસી હોય છે. અરેબિડોપ્સિસ ચાર અલગ અલગ વીડીએસીને એન્કોડ કરે છે પરંતુ આ સંખ્યા અન્ય પ્રજાતિઓમાં મોટી હોઈ શકે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ આયન ચેનલો પ્રોટીન ક્ષેત્રો પ્રોટીન પરિવારો બાહ્ય પટલ પ્રોટીન