[临床医学]线粒体.pptVIP

第 7 章 线 粒 体 第一节 线粒体结构与细胞能量转换 第二节 线粒体与医学的关系 第三节 线粒体相关问题及其研究动态 研究的历史 1890年，德国生物学家R. Altaman首次在动物细胞中发现线粒体，命名为bioblast，以为它可能是共生于细胞内独立生活的细菌。 1897年Benda首次将这种颗粒命名为mitochondrion。 1900年L.Michaelis用Janus Green B对线粒体进行染色，发现线粒体具有氧化作用。 1912年第一次提出线粒体是细胞内氧化还原反应的场所；1913年，证明氧的消耗与磷酸化作用偶联在一起。 第一节 线粒体结构与细胞能量转换 一、线粒体的形态、大小、分布与数量 二、线粒体的化学组成及标志酶 三、线粒体的结构 四、线粒体功能 五、线粒体半自主性 一、线粒体的形态、大小、分布与数量 1.形态与大小 2.数量与分布 线粒体形态结构 四、线粒体的功能 （一）细胞呼吸 （二）细胞的能源货币——ATP （三）呼吸链与电子传递及能量释放 （四）基粒与能量转换 （二）细胞的能源货币——ATP 1.ATP的定义 2.ATP的作用 3.产生途径 （三）呼吸链与电子传递及能量释放 1.呼吸链概念、组成及其定位 2.呼吸链的复合物 Overview of Aerobic Respiration 氧化磷酸化的偶联机制 Making ATP: Chemiosmotic Model ATP合成酶分子结构 第二节 线粒体与医学的关系 一、线粒体疾病概述 二、线粒体疾病特点 三、线粒体疾病致病机制 四、线粒体疾病的诊断与治疗 三、线粒体疾病致病机制 线粒体DNA异常突变。mtDNA易突变，比核DNA的突变率高10～100倍，更易受到各种外界因素的伤害。 线粒体DNA没有和组蛋白结合；氧自由基；线粒体DNA分子的基因排列紧密，不含内含子；缺乏DNA损伤修复系统。 线粒体是细胞内提供能量的细胞器，mtDNA缺失或点突变使编码线粒体氧化磷酸化过程必需的酶或电子传递链酶系发生异常，糖原和脂肪酸等不能进入线粒体，导致能量代谢障碍和产生复杂的临床症状。 第三节 线粒体相关问题及其研究动态 一、氧化磷酸化的耦联——化学渗透假说 二、ATP合酶复合体的作用机制 三、线粒体增殖与起源 （一）线粒体增殖 （二）线粒体起源 四、线粒体与细胞凋亡研究进展 五、线粒体与肿瘤研究 三、线粒体增殖与起源 （一）线粒体的增殖 （二）线粒体的起源 第 7 章 线 粒 体 第一节 线粒体结构与细胞能量转换 第二节 线粒体与医学的关系 第三节 线粒体相关问题及其研究动态 呼吸链中的电子传递体使氢和电子在呼吸链中交替传递，从而使H+发生定向转移，从线粒体内膜的内侧移至外侧。 线粒体内膜对质子是不透性的，泵到内膜外侧的H+不能自由返回，因而形成了线粒体内膜两侧的质子浓度梯度，同时也形成了电位梯度，是质子返回膜内的势能，称为质子动力势或质子移动力。 质子移动力是ADP磷酸化形成ATP的动力。膜外的质子在质子移动力的驱使下，通过镶嵌在线粒体内膜的ATP合酶复合体返回膜内，推动该酶合成ATP。 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) ATP ADP+Pi INNER COMPARTMENT ATP合酶复合体的作用机制 分子“水轮机” 电化学梯度所包含的能量转换成ATP的化学能 ①质子运动所释放的能量不直接用于ADP磷酸化，主要用于改变活性位点与ATP产物的结合亲和力。 ②在任何时刻，ATP合酶上的3个β亚基以3种不同的构象存在。从而使它们对核苷酸有不同的亲和性。 ③ATP通过旋转催化而合成，在此过程中，通过F0“通道”的质子流引起c亚基环和附着与其上的γ亚基纵轴在α3β3的中央进行旋转，旋转是由F0质子通道所进行的质子跨膜运动来驱动的。 1979，结合变构和旋转催化假说 结合变构和旋转催化假说 日本的吉田（Massasuke Yoshida）等人将α3β3γ固定在玻片上，在γ亚基的顶端连接荧光标记的肌动蛋白纤维，在含有ATP的溶液中温育时，在显微镜下可观察到γ亚基带动肌动蛋白纤维旋转。 线粒体有自己的DNA和蛋白质合成系统——独立的遗传系统，表明有一定的自主性。 五、线粒体的半自主性 1.线粒体独立的基因表达系统 mtDNA分子量小、基因数量少、编码的蛋白质有限（10%），大多数线粒体蛋白质（90%）由核基因编码的。 同时线粒体遗传系统受控于细胞核遗传系统。 2.线粒体的半自主性 在特定条件下线粒体与疾病的发生有着密切的关系，一方面是疾病状态下线粒体作为细胞病变的一部分，是疾病在细胞水平上的一种表现形式；另一方面线粒体作为疾