线粒体和线粒体损伤研究进展

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1、神经疾病与精神卫生2010年第1O卷第3期·综述·线粒体和线粒体损伤研究进展王永平(综述)王剑锋(审校)【摘要】线粒体作为细胞中的重要细胞器，除了与能量合成之外，线粒体还参与了细胞中的许多重要功能。目前发现线粒体与许多疾病的发生都有重要的关系，使得对于线粒体的研究成为热点研究之一。【关键词】线粒体；线粒体损伤doi：10．3969／j．issn．1009—6574．2010．03．031DevelopmentofresearchingmtDNAanditslesionsWANGYong—ping，WANGJian一{eng．ClinicalMedicin

2、eDepartment，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110000，China[Keywords]mtDNA；mtDNAlesions线粒体是细胞里的一种重要细胞器，通过电子与能量代谢，营养物质代谢的最终通路就是通过呼传递的氧化磷酸化反应为机体生成ATP。线粒体还吸链氧化磷酸化作用生成ATP。线粒体的电子传递有其他重要的功能，包括产生活性氧、调节细胞氧化链(呼吸链)位于内膜。呼吸链各组分井然有序，使还原电势和信号转导、调控细胞凋亡和基因表达等，电子按氧化还原电位从低向高传递，能量逐级释放，在生长、代谢、疾病的发生发展等多方

3、面都有重要意呼吸链中的复合物I、Ⅲ、Ⅳ都是质子泵，可将质子由义[1]。9O以上的氧分子在线粒体中消耗。氧作基质转移到膜间隙，由于线粒体内膜对离子是高度为一种必需物质具有益、有害两重性质：一方面氧作不通透的，从而使膜间隙的质子浓度高于基质，在内为呼吸链的终端电子受体参与ATP的氧化磷酸化膜的两侧形成pH梯度及电位梯度，两者共同构成电反应，维持生命的重要能量代谢过程；另一方面氧可化学梯度。质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP通过一系列化学反应生成有害的氧自由基，造成细酶复合物流回基质，使ATP酶的构象发生改变，将胞损伤并导致疾病。ADP和Pi合成ATP，此谓线

4、粒体的氧化磷酸化。1线粒体结构2005年中国科学院孙飞等[5率先在世界上解析了线关于线粒体结构的描述主要有以下两个模粒体膜蛋白复合物Ⅱ的精细结构，成为线粒体呼吸型_4]：一个是Palade的模型，线粒体由内外两层脂质链研究领域的一个新的里程碑，为研究人类很多与双分子膜围成的细胞器。内膜再连续向内腔延伸而线粒体相关的疑难疾病提供了真实可用的模型。形成所谓“隔舱板”式结构，即脊膜。线粒体有四个2．2解偶联作用与解偶联蛋白氧化磷酸化过程空间：外膜、内膜与外膜之间的空隙和脊膜腔、以及发生在线粒体内膜上，在此过程中，底物氧化泵出膜内膜包围的基质。另一个是三维重构模

5、型，Terrence外的质子约有30并不通过ATP合酶合成ATP，论述的三维重构模型包括以下特征：(1)线粒体外膜而是直接通过线粒体内膜回漏到基质，这样产生的与内质网或细胞骨架等其它细胞组分有结构和功能质子漏使线粒体能化态膜部分解偶联，驱散在线粒的连接，形成线粒体网络结构；(2)线粒体内外膜之体膜呼吸时形成的H梯度，降低了线粒体膜电位，问有随机分布的接着点结构；(3)内膜不是直接向内增加呼吸并阻止ATP的形成，从而提高组织代谢延伸成脊膜，而是通过其表面部分，即内膜界面膜与率。在线粒体内膜上催化解偶联有关的特殊蛋白统脊膜的脊膜连接部分相接；(4)脊膜是管状

6、或扁平的称为解偶联蛋白(UCPs)。解偶联蛋白是研究的热囊状结构，它们之间可以互相连接或融合]。三维点之一。目前发现，解偶联蛋白的功能为调节机体重构模型的提出对于研究线粒体内分子流动、线粒产热和能量平衡，调节ATP合成，调节胰岛素分泌，体与内质网的连接及其在细胞内形成的线粒体网络调节脂肪酸氧化L6Ⅲ7]。最近还发现解偶联蛋白与活具有重要意义。性氧的调节可能有关]，但具体机制还在研究之中。2线粒体功能线粒体上的解偶联蛋白与一些疾病存在关系。如2．1氧化磷酸化线粒体最重要的功能之一是参Schrauwen等口报道UCP基因区与机体静息代谢率、体重指数及体脂质量

7、分数间存在连锁关系。一作者单位：110000中国医科大学临床医学系2008级9班(王永些肝癌细胞株中也检测到了UCP的表达，提示它可平)；大连市中心医院神经内科(王剑锋)通讯作者：王剑锋Email：jfwang06@yahoo．corn．cn能与癌症的发生发展相关[1。·309·JournalofNeuroseienceandMentalHealth，2010，Vo1．10，No．32．3呼吸链的电子漏与活性氧的产生障碍、共济失调、色素性视网膜炎、痴呆、抽搐和发育2．3．1呼吸链的电子漏与超氧阴离子：呼吸链电子缺陷等，ATP酶第6亚基的点突变(T8993

8、G)与此相传递还原氧的过程与ATP酶催化ADP+Pi—ATP关。少量异胞质基因通