Das ADP/ATP-Trägerprotein

Der ADP/ATP-Träger ist ein Proteindimer von 30 Kilodalton, das in der inneren Mitochondrienmembran reichlich vorkommt. Es wirkt als Antiporter, der den Eintritt von ADP in die mitochondriale Matrix und den Austritt von ATP in den Intermembranraum ermöglicht.

Die innere Membran verfügt zudem über einen weiteren Transporter, der den gleichzeitigen Import eines anorganischen Phosphats und eines Protons vermittelt.

Beide Trägerproteine funktionieren mit Hilfe von protonengetriebenen Kräften, die in der inneren Mitochondrienmembran vorhanden sind.

Der Prozess beginnt, wenn ein ADP aus dem Intermembranraum an die Nukleotidbindungsstelle auf dem ADP/ATP-Trägerprotein bindet. Dies bewirkt eine Konformationsänderung des Antiporters, die die Freisetzung von ADP in die mitochondriale Matrix ermöglicht.

Wenn ein anorganisches Phosphatmolekül und ein Proton an den Phosphatträger binden, erfährt der Träger eine Konformationsänderung und transportiert anschließend das Phosphat und das Proton zur Matrix.

Beim Erreichen der Matrix diffundieren die Substratmoleküle und binden an die enzymatischen Taschen der ATP-Synthase, um in ATP umgewandelt zu werden.

Als nächstes bindet das neu synthetisierte ATP an den ADP/ATP-Träger, was zu einer Konformationsänderung des Antiporters führt. Dies ermöglicht es ATP, in den Intermembranraum einzudringen und dann die Mitochondrien in das Zytosol zu verlassen, um von verschiedenen Zellorganellen verwertet zu werden.