线粒体通透性转换孔及其与细胞凋亡的关系

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1、动物医学进展，２００９，３０（８）：１０１１０５ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＶｅｔｅｒｉｎａｒｙＭｅｄｉｃｉｎｅ檲殘檲檲檲檲殘檲檲殘专檲论檲与檲讲座檲殘檲线粒体通透性转换孔及其与细胞凋亡的关系郭剑英，李英，潘家强，唐兆新（华南农业大学兽医学院，广东广州５１０６４２）摘要：线粒体通透性转换孔，又称线粒体巨型通道，是横跨线粒体内外膜之间的非选择性高导电性通道，由多种蛋白质复合组成。多数理论认为，它的开放所导致的线粒体膜通透性转换是线粒体导致细胞凋亡众多途径中关键的一个。现阶段对线粒体通透性转换孔有各种方向的研究。论文对其结

2、构、作用机制及其与细胞凋亡的关系进行了综述。关键词：线粒体；通透性转换孔；细胞凋亡；机制中图分类号：Ｓ８５２．３文献标识码：Ｂ文章编号：１００７５０３８（２００９）０８０１０１０５线粒体通透性转换孔（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｐｅｒｍｅａ构象的改变调节ＭＰＴＰ的开放和闭合。ｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｏｒｅ，ＭＰＴＰ）又称线粒体巨型通道比较肯定的是ＶＤＡＣ和ＡＮＴ是ＭＰＴＰ的必（ｍｅｇａｃｈａｎｎｅｌ），是横跨线粒体内外膜之间的非选择要和主要组成部分。ＶＤＡＣ和ＡＮＴ并存于线粒体性高导电性通道，由多种蛋

3、白质复合组成。作为线内外膜的相对应接触位点上，与ＣｙｐＤ通过相互之粒体上的一个特殊孔道，ＭＰＴＰ开放导致的线粒体间的亲和力，形成稳定的蛋白复合体结构。再结合膜通透性转换（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉ［２］己糖激酶、肌酸激酶和其他一些蛋白质。正常的ｔｉｏｎ，ＭＰＴ）被认为是线粒体导致细胞死亡的众多途细胞中，此３种蛋白质构成的是一个仅让相对分子径中关键的一个。现阶段已知ＭＰＴＰ的几种构成质量不超过１．５ｋｕ的分子通过的通道［３］。蛋白，但其确切结构尚不清楚。一般理论认为，正常１．１ＡＮ

4、Ｔ的分子结构及作用情况下，ＭＰＴＰ限制性地允许小分子通过，可调节线ＡＮＴ是一种跨膜蛋白，控制ＡＴＰ与ＡＤＰ的转粒体内Ｃａ２＋平衡和减少其内自由基的产生，维持细换，主要为催化ＡＤＰ进入线粒体及ＡＴＰ由线粒体胞的正常生理功能。当ＭＰＴＰ呈不可逆性高水平输出，是细胞生物能量转化所必不可少的。正常情少量开放状态时，可导致线粒体水肿破裂，释放凋亡况下，当ＡＤＰ、ＡＴＰ、ｄＡＤＰ与ＡＮＴ两侧的ＡＤＰ／诱导因子和细胞色素Ｃ等凋亡蛋白，启动细胞编程ＡＴＰ位点结合后，可以使ＡＮＴ的构型发生变化，从性死亡。当ＭＰＴＰ呈不可逆性高水平广泛

5、开放状而导致ＭＰＴＰ的开放或关闭：底物与膜内侧的位点态时，则抑制ＡＴＰ合成，引起细胞坏死。结合，通道关闭；反之与胞浆侧位点结合，则激活通１线粒体通透性转换孔的结构道的开放。当线粒体应激状态，摄入Ｃａ２＋过多导致线粒体内Ｃａ２＋浓度过高时，Ｃａ２＋可引起ＣｙｐＤ与研究表明，ＭＰＴＰ的组成主要包括位于线粒体内膜的腺嘌呤核苷酸转位酶（ａｄｅｎｉｎｅｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅＡＮＴ结合，ＣｙｐＤ能改变脯氨酸残基附近的肽键结［４］ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｏｒ，ＡＮＴ），位于线粒体外膜的电压依赖性构，诱导ＡＮＴ发生结构改变而形成ＭＰＴＰ。

6、阴离子通道（ｖｏｌｔａｇｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｎｉｏｎｃｈａｎｎｅｌ，１．２ＶＤＡＣ的分子结构及作用ＶＤＡＣ）和位于线粒体基质的环孢菌素Ａ结合蛋白ＶＤＡＣ也是跨膜蛋白，在线粒体外膜的脂质双Ｄ（ｃｙｃｌｏｐｈｉｌｉｎＤ，ＣｙｐＤ）。其他相关蛋白还包括胞分子层中形成２ｎｍ～３ｎｍ的亲水通道，容许１．５质的己糖激酶（ｈｅｘｏｋｉｎａｓｅｌ）、外膜的苯二氮卓受体ｋｕ以下的小分子通过，这些分子可进入膜间隙，但（ｐｅｒｉｐｈｅｒｉａｌｂｅｎｚｏｄｉａｚｅｐｉｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒ，ＰＢＲ）、外室的不能透过内膜。哺乳动物线粒体Ｖ

7、ＤＡＣ包括［１２］肌酸激酶以及前凋亡蛋白Ｂａｘ等。各蛋白通过ＶＤＡＣ１、ＶＤＡＣ２和ＶＤＡＣ３３个亚型，每个亚型序列收稿日期：２００９０４０９基金项目：国家自然科学基金项目（３０８７１９００，３０３７１０６８，３０６７１５５０）作者简介：郭剑英（１９６７－），女，山西平遥人，高级实验师，主要从事家畜内科学研究。通讯作者１０２动物医学进展２００９年第３０卷第８期（总第１９３期）分析有６５％～７０％的同源性，但各自的作用并不相２线粒体通透性转换孔的开放和闭合同。２．１引起ＭＰＴＰ开放和闭合的因素ＶＤＡＣ对于保持

8、外膜对需进出线粒体的代谢物引起ＭＰＴＰ开放的因素可分为细胞外源性损的通透性非常重要，如ＡＴＰ、ＡＤＰ。此外，ＶＤＡＣ因伤和细胞自身衰老两方面。外源性损伤可导致细胞参与了线粒体内膜间隙中蛋白的释放而在细胞凋亡坏死和凋亡。而细胞自身老化主要导致细胞凋亡。中扮演重要角色，并且在植物和动物细胞的凋亡过外源性损伤因素中，最主要的是细胞缺血再灌程中均起重要