19.12: La proteina trasportatrice ADP/ATP

La proteina trasportatrice di ADP/ATP o AAC è la proteina trasportatrice più abbondante nella membrana mitocondriale interna. Trasporta ogni giorno grandi quantità di ADP e ATP, equivalenti al peso medio del corpo umano. Tra gli altri trasportatori, la proteina ACC è uno dei membri meglio studiati della famiglia delle proteine trasportatrici mitocondriali. La proteina trasportatrice ADP/ATP comprende due eliche transmembrana collegate a un loop e una singola alfa-elica sul lato della matrice. Passa tra due stati conformazionali: stato citoplasmatico-aperto e stato matrice-aperto. Di conseguenza, il sito di legame del substrato del trasportatore è alternativamente accessibile a ciascuno dei compartimenti per il legame ADP/ATP.

La maggior parte delle cellule eucariotiche esprime diverse isoforme della proteina trasportatrice ADP/ATP. Ad esempio, gli esseri umani hanno quattro isoforme, AAC1, AAC2, AAC3 e AAC4, con modelli di espressione variabili tra le cellule. Indipendentemente dalle isoforme, tutte le proteine trasportatrici di ADP/ATP hanno una specificità del substrato notevolmente più elevata rispetto ad altri trasportatori all’interno delle membrane mitocondriali. L’AAC riconosce ogni parte della struttura nucleotidica e consente il passaggio solo dei nucleotidi carichi. Ad esempio, l’ATP ha una carica di -4 e l’ADP ha una carica di -3, ed entrambi sono, quindi, riconosciuti dalla proteina AAC. Al contrario, l’AAC rifiuta qualsiasi nucleotide non caricato, come l’AMP, a causa della sua selettività di carica.

La maggior parte dei trasportatori forma grandi supercomplessi con altre proteine. A lungo si è creduto che il vettore di ADP/ATP, le proteine trasportatrici del fosfato e l’ATP sintasi formino un grande complesso chiamato ATP sintosoma. Tuttavia, è ora noto che l’ATP sintasi forma dimeri sulla punta della cristae. Questa disposizione rende solo l’anello C rotante esposto al doppio strato lipidico senza siti di legame plausibili per i trasportatori. Pertanto, l’ACC funziona in modo indipendente nel trasporto di ADP e ATP attraverso la membrana mitocondriale interna.