ATP/ADP-Translokase

Beim Menschen sind 3 AAC-Isoformen bekannt, die durch die Gene SLC25A4, SLC25A5 und SLC25A6 kodiert werden.

Die ATP/ADP-Translokase ist ein Transmembranprotein an der inneren Mitochondrienmembran, das ADP des Intermembranraums bindet und anschließend eine Konformationsänderung durchläuft, durch die ADP in die mitochondriale Matrix verlagert wird. In dieser Konformation nimmt der Carrier dann in der Matrix vorliegendes ATP auf und entlässt es in den Intermembranraum. Dieser Vorgang ist umkehrbar und von der ADP- und ATP-Konzentration in den angrenzenden Kompartimenten abhängig. Es handelt sich um eine erleichterte Diffusion.

ADP bzw. ATP werden durch den Antiporter ohne bindende Magnesiumionen transportiert. Im Rahmen des Transports kommt es deshalb zu einer Ladungsverschiebung, da ATP vierfach negativ, ADP hingegen nur dreifach negativ geladen ist. Um das Membranpotential aufrechtzuerhalten, muss diese Ladungsverschiebung durch Ionenpumpen kompensiert werden. Dieser Prozess ist energieintensiv und nimmt etwa 25% der in der Atmungskette erzeugten Energie in Anspruch.

Der Transportprozess besitzt eine besondere Bedeutung, da die ATP/ADP-Translokase den ATP/ADP-Quotienten aufrechterhält. Bei einer eingeschränkten Aktivität des Carriers kommt es zu einer Akkumulation von ATP in der mitochondrialen Matrix, durch welche die Aktivität der ATP-Synthase sukzessive abnimmt und die Atmungskette zum Erliegen kommt.

Das Glykosid Atractylosid hat eine ähnliche chemische Struktur und Ladungsverteilung wie ADP. Dadurch kommt es zu einer kompetitiven Hemmung der ATP/ADP-Translokase. Bei einer Intoxikation mit Atractylosid wird die ATP/ADP-Translokase dadurch in einer bestimmten Konformation festgehalten und kann seine für den Transport benötigte Konformationsänderung nicht mehr durchlaufen.

• Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Auflage, Springer Verlag