Voltage-dependent anion channel
वोल्टेज-निर्भर आयन चैनल, या माइटोकॉन्ड्रियल पोरिन, बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर स्थित पोरिन आयन चैनल का एक वर्ग है। इस बात पर बहस है कि क्या यह चैनल कोशिका सतह झिल्ली में व्यक्त किया जाता है या नहीं। यूकेरियोट्स की बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली का यह प्रमुख प्रोटीन एक वोल्टेज-निर्भर आयन-चयनात्मक चैनल (वीडीएसी) बनाता है जो छोटे हाइड्रोफिलिक अणुओं के लिए एक सामान्य प्रसार छिद्र के रूप में व्यवहार करता है। चैनल कम या शून्य झिल्ली क्षमता पर एक खुली संरचना और 30-40 mV से ऊपर की क्षमता पर एक बंद संरचना को अपनाता है। वीडीएसी माइटोकॉन्ड्रिया और साइटोसोल के बीच आयनों और अणुओं के आदान-प्रदान की सुविधा प्रदान करता है और अन्य प्रोटीन और छोटे अणुओं के साथ बातचीत द्वारा नियंत्रित किया जाता है। संरचना इस प्रोटीन में लगभग 280 अमीनो एसिड होते हैं और यह एक बीटा बैरल बनाता है जो माइटोकॉन्ड्रियल बाहरी झिल्ली में फैला होता है। 1976 में इसकी खोज के बाद से, वी. डी. ए. सी. प्रोटीन का व्यापक कार्य और संरचना विश्लेषण किया गया है। छिद्र की एक प्रमुख विशेषता सामने आईः जब समतलीय लिपिड द्वि-परतों में पुनर्गठित किया जाता है, तो उच्च चयापचय प्रवाह के साथ एक आयन-चयनात्मक उच्च-चालन अवस्था और चयापचय के सीमित मार्ग के साथ एक धनायन-चयनात्मक कम-चालन अवस्था के बीच एक वोल्टेज-निर्भर स्विच होता है। इसकी प्रारंभिक खोज के 30 से अधिक वर्षों के बाद, 2008 में, वीडीएसी-1 की तीन स्वतंत्र संरचनात्मक परियोजनाएं पूरी की गईं। पहला बहु-आयामी एन. एम. आर. स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा हल किया गया था। दूसरे ने क्रिस्टलोग्राफिक डेटा का उपयोग करके एक संकर दृष्टिकोण लागू किया। तीसरा एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफिक तकनीकों द्वारा निर्धारित माउस वीडीएसी-1 क्रिस्टल के लिए था। वीडीएसी-1 की 3डी संरचनाओं की तीन परियोजनाओं ने कई संरचनात्मक विशेषताओं का खुलासा किया। सबसे पहले, वीडीएसी-1 बाहरी झिल्ली β-बैरल प्रोटीन के एक नए संरचनात्मक वर्ग का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें विषम संख्या में स्ट्रैंड होते हैं। एक अन्य पहलू यह है कि अवशेष E73 की नकारात्मक आवेशित पार्श्व श्रृंखला हाइड्रोफोबिक झिल्ली वातावरण की ओर उन्मुख है। तीन अलग-अलग प्रयोगशालाओं द्वारा विभिन्न प्रयोगात्मक स्रोतों के तहत प्राप्त 19-स्ट्रैंडेड 3डी संरचना देशी झिल्ली स्रोतों से ई. एम. और ए. एफ. एम. डेटा में फिट बैठती है और वी. डी. ए. सी.-1 की जैविक रूप से प्रासंगिक स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है। तंत्र 30 एम. वी. (सकारात्मक या नकारात्मक) से अधिक झिल्ली क्षमता पर, वी. डी. ए. सी. एक बंद अवस्था मानता है, और वोल्टेज के इस सीमा से नीचे गिरने के बाद अपनी खुली स्थिति में संक्रमण करता है। हालाँकि दोनों अवस्थाएँ सरल लवणों के पारित होने की अनुमति देती हैं, वीडीएसी कार्बनिक आयनों के साथ बहुत अधिक कठोर है, एक ऐसी श्रेणी जिसमें अधिकांश चयापचय आते हैं। प्रोटीन के भीतर संरचनात्मक परिवर्तनों के लिए वोल्टेज परिवर्तनों को जोड़ने के लिए सटीक तंत्र पर अभी तक काम नहीं किया गया है, लेकिन थॉमस एट अल द्वारा अध्ययन किया गया है। सुझाव है कि जब प्रोटीन बंद रूप में संक्रमण करता है, तो वोल्टेज परिवर्तन से चैनल से प्रोटीन के एक बड़े हिस्से को हटा दिया जाता है और प्रभावी छिद्र त्रिज्या में कमी आती है। कई लाइसिन अवशेषों के साथ-साथ ग्लू-152 को प्रोटीन के भीतर विशेष रूप से महत्वपूर्ण संवेदक अवशेषों के रूप में शामिल किया गया है। जैविक कार्य वोल्टेज-निर्भर आयन चैनल बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में चयापचय और ऊर्जावान प्रवाह को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह ए. टी. पी., ए. डी. पी., पायरूवेट, मैलेट और अन्य चयापचयों के परिवहन में शामिल है, और इस प्रकार चयापचय मार्गों से एंजाइमों के साथ बड़े पैमाने पर संचार करता है। ए. टी. पी.-निर्भर साइटोसोलिक एंजाइम हेक्सोकिनाज़, ग्लुकोकिनाज़ और ग्लिसरॉल किनेज़ के साथ-साथ माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइम क्रिएटिन किनेज़, सभी को वी. डी. ए. सी. से जुड़ते हुए पाया गया है। यह बंधन उन्हें माइटोकॉन्ड्रिया से जारी एटीपी के करीब रखता है। विशेष रूप से, हेक्सोकिनेज के बंधन को ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन के लिए ग्लाइकोलाइसिस को जोड़ने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए माना जाता है। इसके अतिरिक्त, वी. डी. ए. सी. माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर और बाहर सी. ए. 2 + परिवहन का एक महत्वपूर्ण नियामक है। क्योंकि Ca2 + पायरूवेट डिहाइड्रोजनेज और आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज जैसे चयापचय एंजाइमों के लिए एक सह-कारक है, ऊर्जावान उत्पादन और होमियोस्टेसिस दोनों ही VDAC की Ca2 + की पारगम्यता से प्रभावित होते हैं। रोग प्रासंगिकता वी. डी. ए. सी. को भी एपोप्टोसिस में एक भूमिका निभाते हुए दिखाया गया है। एपोप्टोसिस के दौरान, वीडीएसी साइटोक्रोम सी जैसे एपोप्टोजेनिक कारकों को छोड़ने के लिए माइटोकॉन्ड्रियल पारगम्यता संक्रमण छिद्र को संशोधित करता है। हालांकि, वीडीएसी माइटोकॉन्ड्रियल पारगम्यता संक्रमण छिद्र के आवश्यक घटक नहीं हैं। हालांकि साइटोक्रोम सी माइटोकॉन्ड्रियन के भीतर ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। साइटोसोल में यह कैस्पेस नामक प्रोटीयोलिटिक एंजाइमों को सक्रिय करता है, जो कोशिका मृत्यु में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं। हालांकि वीडीएसी-सुलभ साइटोक्रोम सी रिलीज के लिए तंत्र अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है, कुछ शोध बताते हैं कि अलग-अलग उप-इकाइयों के बीच ऑलिगोमेराइजेशन एक बड़ा लचीला छिद्र बना सकता है जिसके माध्यम से साइटोक्रोम सी गुजर सकता है। एक अधिक महत्वपूर्ण कारक यह है कि साइटोक्रोम सी की रिहाई को बी. सी. एल.-2 प्रोटीन परिवार द्वारा भी नियंत्रित किया जाता हैः छिद्र के आकार को बढ़ाने और साइटोक्रोम सी रिलीज को बढ़ावा देने के लिए बैक्स सीधे वी. डी. ए. सी. के साथ बातचीत करता है, जबकि एंटी-एपोप्टोटिक बी. सी. एल.-एक्स. एल. सटीक विपरीत प्रभाव पैदा करता है। वास्तव में, यह दिखाया गया है कि वीडीएसी को रोकने वाले एंटीबॉडी भी पृथक माइटोकॉन्ड्रिया और पूरी कोशिकाओं दोनों में बैक्स-मध्यस्थ साइटोक्रोम सी रिलीज में हस्तक्षेप करते हैं। एपोप्टोसिस में यह महत्वपूर्ण भूमिका वीडीएसी को कीमोथेरेपीटिक दवाओं के लिए एक संभावित लक्ष्य के रूप में बताती है। उदाहरण खमीर में इस परिवार के दो सदस्य होते हैं (जीन पी. ओ. आर. 1 और पी. ओ. आर. 2); कशेरुकी जीवों में कम से कम तीन सदस्य होते हैं (जीन वी. डी. ए. सी. 1, वी. डी. ए. सी. 2 और वी. डी. ए. सी. 3)। मनुष्य, अधिकांश उच्च यूकेरियोट्स की तरह, तीन अलग-अलग वीडीएसी को कूटबद्ध करते हैं; वीडीएसी1, वीडीएसी2 और वीडीएसी3। टीओएमएम40 और टीओएमएम40एल के साथ वे विकासवादी रूप से संबंधित बीटा-बैरल के एक परिवार का प्रतिनिधित्व करते हैं। पौधों में सबसे अधिक संख्या में वी. डी. ए. सी. हैं। अरबीडोप्सिस चार अलग-अलग वीडीएसी को कूटबद्ध करता है लेकिन यह संख्या अन्य प्रजातियों में बड़ी हो सकती है। संदर्भ बाहरी लिंक आयन चैनल प्रोटीन डोमेन प्रोटीन परिवार बाहरी झिल्ली प्रोटीन