線粒體通透性轉換孔

線粒體膜通透性轉換孔(mitochondrial permeablity transition pore,mPTP)是存在於線粒體內外膜之間的一組蛋白複合體,是一種非特異性通道,其分子組成尚未完全清楚,多數學者認為其是由外膜的電壓依賴的陰離子通道(VDAC)、內膜的腺嘌呤核苷轉位蛋白(ANT)以及親環素D等組成。線粒體通透性轉換孔(mPTP)在細胞的生存、凋亡中扮演著重要角色,它涉及缺血/再灌注、腫瘤、衰老、神經變性等多個領域。

簡介

線粒體通透性轉換孔(PT)的分子結構尚不清楚。最新研究表明,線粒體磷酸鹽載體作為線粒體載體家族中的一類,是PT的重要組成,而親環蛋白D,電壓依賴性離子通道與腺嘌呤核苷酸轉位酶則參與PT開放的調節。PT開放與細胞凋亡密切相關,但研究表明,二者之間並不存在必然關聯。現針對PT與磷酸鹽載體及與凋亡等之間的關係進行綜述。

生理學特性

正常生理情況下, PT允許相對分子質量 < 1. 5 ×10 的離子自由通過, 通過氧化磷酸化來驅動 ATP 合成酶, 維持線粒體膜電位及細胞內外的離子平衡。但在凋亡信號刺激下, PT 完全開放, 直徑約3. 0 nm,3使相對分子質量 > 1. 5 ×10 的與可溶物質非選擇性地自由通過, 這樣就破壞了內膜的完整性, 引起兩種結局: ①離子平衡紊 亂, 如胞質 內的 質 子增 多, pH 下降, 鈣 超載, 氧化磷酸化解耦 聯, ATP 水 平迅速下降等一系列凋亡事 件的發生。 ② 膜電位去極化, 基質腫脹, 使膜間蛋白如細胞色素 C、凋亡誘導因子、核酸內切酶等釋放入胞質, 通過啟動半胱天冬氨酸蛋白酶 ( caspase) 依賴性或非依賴性的級聯反應機制, 誘導細胞凋亡或者壞死。凋亡是一個 ATP 依賴 的過程。然而, Nieminen 等認為,線粒體解耦聯劑雖引起肝細胞膜電位去極化, 但沒有引起 PT 開放。且 PT 未開放的情況下也檢測到了細胞色素 C 的釋放。 兩性陰離子如由磷脂酶 A2 產生的脂 肪酸促進 PT 的開放, 但是卻沒有檢測到去極化的發生。

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