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《細胞線粒體狀態(tài)的熱力學分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第18卷第6期化 學 進 展Vol.18No.62006年6月PROGRESSINCHEMISTRYJune,2006專題論壇———關于化學熱力學和動力學發(fā)展方向的討論3細胞線粒體狀態(tài)的熱力學分析33劉 莎 劉會雪 楊曉改 楊曉達(北京大學藥學院化學生物學系 北京100083)摘 要 近年來,線粒體在一些重大的代謝性疾病如糖尿病和神經(jīng)退行性病變中的作用備受關注。由于線粒體是細胞生產(chǎn)能量的“工廠”,線粒體的能量代謝理論研究帶動了線粒體熱力學研究的進展,也向化學熱力學研究提出新的問題。本文在總結了化學滲透理論和近年來與線粒體有關的生物化學研究新結果
2、的基礎上,對線粒體的工作及其調(diào)節(jié)機制進行了分析,提出了線粒體工作狀態(tài)受化學熱力學機制控制的新觀點。關鍵詞 線粒體 化學滲透理論 質(zhì)子動勢 離子通道 化學熱力學中圖分類號:O642,Q591,Q731文獻標識碼:A文章編號:10052281X(2006)0620841208ThermodynamicAnalysisofMitochondriaWorkingState33LiuSha,LiuHuixue,YangXiaogai,YangXiaoda(DepartmentofChemicalBiology&LaboratoriesofPreventi
3、vePharmaceutics,SchoolofPharmaceuticalSciences,PekingUniversityHealthSciencesCenter,Bejing100083,China)AbstractMitochondria,the“plant”ofenergyincells,hasrecentlyreceivedgreatattentionforitsrolesinmetabolicdiseases,e.g.diabetesandneuraldegenerativediseases.Inthisreview,webrie
4、flysummarizethemajorrecentprogressinthebiochemicalandrelevantstudiesofmitochondriaanddiscusscomprehensivelytheworkingmechanismsandregulationsofmitochondria,i.e.thechemiosmosistheory.Anovelhypothesisofthermodynamicregulationofmitochondriafunctionisproposedbasedonthereportedre
5、sults.Keywordsmitochondria;chemiosmotictheory;protonmotiveforce;ionchannels;thermodynamicanalysis 線粒體是真核細胞的一種重要細胞器,其核心它們起著調(diào)節(jié)細胞內(nèi)氧化還原平衡和參與細胞內(nèi)鈣[1]功能是氧化代謝。它集合了三羧酸循環(huán)、氧化電子的內(nèi)穩(wěn)態(tài)控制的作用,并且和細胞鈣離子穩(wěn)態(tài)有傳遞以及磷酸化[1—4],將食物進行可控氧化,用氧分子為關。但另一方面,由于鈣離子和ROS是細胞信氧化劑,將有機物氧化成二氧化碳和水。在這個過號轉(zhuǎn)導中的重要信使分子,而線粒體是
6、鈣離子和程中按照生物體的需要合成三磷酸腺苷(adenosineROS介導的細胞增殖和凋亡的工作中樞,線粒體具triphosphate,ATP),以ATP形式儲存和供給生命運有調(diào)控細胞生死的功能[3—6]。目前已經(jīng)知道有許多作所需要的能量,以實現(xiàn)自由能的直接利用,因此被疾病因與線粒體的功能變化有關,被歸納為“線粒體稱為細胞的“能量工廠”。此外,在線粒體內(nèi)進行上[7,8][9]病”,如糖尿病、老年癡呆癥、Parkinson述氧化代謝的同時產(chǎn)生活性氧物種(reactiveoxygen[10,11][12]癥、衰老等。因此,線粒體已經(jīng)成為藥物設spec
7、ies,ROS),占體內(nèi)產(chǎn)生的ROS總量的95%以上。[13]計的新靶點。收稿:2006年3月,收修改稿:2006年4月3國家自然科學基金項目(No.20331020)和教育部北京大學985項目(No.9852220062113)資助33通訊聯(lián)系人email:xyang@bjmu.edu.cn·842·化 學 進 展第18卷對線粒體生理和病理生理學的關注,帶動了線白質(zhì)組成和結構上有明顯的差異。這也是各種與線粒體有關研究特別是分子生物學和生物化學研究的粒體功能異常有關的疾病的特征。發(fā)展。2001年Mitochondrion創(chuàng)刊;2006年Bioc
8、him112 具有電子傳遞功能和質(zhì)子泵功能的蛋白質(zhì)構Biophys.Acta為線粒體研究發(fā)行了?？?成電子傳遞鏈MitochondriainDisea
