线粒体与过氧化物酶体

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1、线粒体与过氧化物酶体熊涛第七章线粒体与过氧化物酶体线粒体的形态结构线粒体的结构与化学组成导向信号与线粒体蛋白定位线粒体的功能－－氧化磷酸化作用线粒体的遗传、增殖和起源过氧化物酶体线粒体的形态结构线粒体的发现与功能研究1850年，德国生物学家RudolphKölliker第一个发现线粒体，并推测∶这种颗粒是由半透性的膜包被的。1898年对线粒体进行命名。1900年，LeonorMichaelis用染料Janusgreen对肝细胞进行染色，发现细胞消耗氧之后，线粒体的颜色逐渐消失了，从而提示线粒体具有氧化还原反应的作用。又经过几十年的研究,逐步证明了线粒体具有Krebs循环、电子传递、氧

2、化磷酸化的作用,从而证明了线粒体是真核生物进行能量转换的主要部位。线粒体(Mitochondria)模式图电镜下观察线粒体的形态和分布大小与形状：直径一般在0.5-1.0m，形状多种多样，一般呈线状，也有粒状或短线状。数量：在不同类型的细胞中线粒体的数目相差很大，但在同一类型的细胞中数目相对稳定。分布：在多数细胞中，线粒体均匀分布在整个细胞质中，但在某些细胞中，线粒体的分布是不均一的。存在方式：线粒体在细胞中并非都是单个存在的，有时可形成由几个线粒体构成的网络结构，有些线粒体具有分支,可以相互交错在一起。线粒体的结构与化学组成线粒体的结构线粒体通透性研究大多数的盐、糖、核苷和辅酶能

3、够快速地进入线粒体，但是它们在线粒体内的最终浓度通常要比溶液中的浓度低，说明线粒体中只有部分区域能够接收外部环境中的溶质。线粒体各组分的分离由于线粒体外膜的通透性比内膜高，利用这一性质，分离线粒体内膜、外膜及其他组分。破裂的内膜重新闭合形成小泡，其表面有F1颗粒。线粒体的化学组成线粒体的化学组分主要是由蛋白质、脂类、水份等组成；蛋白质:占线粒体干重的65～70%；脂类:线粒体的脂类只占干重的20～30%；线粒体内、外膜在化学组成上的主要区别是脂类和蛋白质的比例不同。内膜上的脂类与蛋白质的比值低(0.3:1)外膜中的比值较高(接近1:1)线粒体各部分的特性和功能蛋白分布线粒体由四个部分

4、组成，在能量转换过程中分别起不同的作用。各部分功能的差异主要是化学组成的差异，特别是蛋白和酶分布的差异。功能由于线粒体各部分结构的化学组成和性质的不同，它们的功能各异标志酶外膜:单胺氧化酶内膜:细胞色素氧化酶膜间隙:腺苷酸激酶基质:苹果酸脱氢酶线粒体内膜的主动运输系统线粒体对于大多数亲水物质的透性极低，所以它必须具备特殊的主动运输系统，完成下列运输作用:①糖酵解产生的NADH必须进入电子传递链参与有氧氧化；②线粒体产生的代谢物质如草酰辅酶A和乙酰辅酶A必须运输到细胞质中，它们分别是细胞质中葡萄糖和脂肪酸的前体物质；③线粒体产生的ATP必须进入到胞质溶胶，以便供给细胞反应所需的能量，同

5、时，ATP水解形成的ADP和Pi又要被运入线粒体作为氧化磷酸化的底物。丙酮酸、脂肪酸、Pi等的运输线粒体对细胞内Ca2+的调节系统1是由膜动力势引起的Ca2+离子流向线粒体基质;系统2是通过与Na+离子的交换将Ca2+离子输出到胞质溶胶导向信号与线粒体蛋白定位线粒体中的蛋白质绝大多数都是核基因编码，在细胞质的游离核糖体上合成后运输到线粒体的。表7-3细胞质中合成的某些线粒体蛋白质翻译后转运与蛋白质寻靶(proteintargeting)游离核糖体上合成的蛋白质释放到胞质溶胶后被运送到不同的部位，即先合成，后运输。由于在游离核糖体上合成的蛋白质在合成释放之后需要自己寻找目的地，因此又称

6、为蛋白质寻靶。共翻译转运与蛋白质分选(proteinsorting)膜结合核糖体上合成的蛋白质通过定位信号，一边翻译，一边进入内质网，由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的，故称为共翻译转运。在膜结合核糖体上合成的蛋白质通过信号肽，经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地，这一过程又称为蛋白质分选。导向序列与信号序列导向序列将游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号称为导向信号(targetingsignal)，或导向序列(targetingsequence)，由于这一段序列是氨基酸组成的肽，所以又称为转运肽(transitpeptide)，或导肽(leadingpeptide)

7、。信号序列将膜结合核糖体上合成的蛋白质的N-端的序列称为信号序列(signalsequence)，将组成该序列的肽称为信号肽（signalpeptide)。在不需要特别区分时，可将它们统称为信号序列或信号肽。九九年诺贝尔医学奖得主－布洛贝尔需要受体从接触点进入蛋白质要解折叠需要能量需要转运肽酶需要分子伴侣的帮助线粒体转运肽（前导肽）的一般特性线粒体有四个组成部分,其中有两层膜,所以由细胞质核糖体合成的蛋白质转运到线粒体基质必须穿过两层膜障碍。线粒体蛋白转