1、Wannan Medical College（mitochondrion/mitochondria）第二節(jié)第二節(jié) 線粒體的化學(xué)組成及酶的定位線粒體的化學(xué)組成及酶的定位第一節(jié)第一節(jié) 線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布第五節(jié)第五節(jié) 線粒體與醫(yī)學(xué)線粒體與醫(yī)學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 線粒體的遺傳與半自主性線粒體的遺傳與半自主性 第三節(jié)第三節(jié) 線粒體的功能線粒體的功能Wannan Medical College線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)一一.線線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)態(tài)結(jié)構(gòu)一一.Wannan Medical College 一、線粒體的形態(tài)一、線粒體的形態(tài) 光鏡下，線粒體的形光鏡下，線粒體的形狀多種多樣：

2、狀多種多樣： 有粒狀、桿狀、圓形、有粒狀、桿狀、圓形、亞鈴形、亞鈴形、“丫丫”形，形， 以粒狀、桿狀為最多。以粒狀、桿狀為最多。粒狀粒狀桿狀桿狀圓形圓形亞鈴形亞鈴形顆粒狀顆粒狀線狀線狀“丫丫”形形線粒體的形態(tài)線粒體的形態(tài)Wannan Medical College二、線粒體的大小、數(shù)目和分布二、線粒體的大小、數(shù)目和分布1. 大?。捍笮。?一般一般0.51.0m，長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)達(dá)210m, 2. 數(shù)目數(shù)目: 因細(xì)胞、組織不同差異很大因細(xì)胞、組織不同差異很大（150萬(wàn)萬(wàn)個(gè)）個(gè)） 如肝細(xì)胞中約有如肝細(xì)胞中約有10002000個(gè)，個(gè)， 淋巴細(xì)胞中只有幾個(gè)；淋巴細(xì)胞中只有幾個(gè)；3.分布：分布： 隨機(jī)，代謝旺盛

3、隨機(jī)，代謝旺盛集中。集中。 （肌細(xì)胞和精細(xì)胞肌細(xì)胞和精細(xì)胞) 。Wannan Medical College 三、線粒體的超微結(jié)構(gòu)三、線粒體的超微結(jié)構(gòu) 電鏡下，為兩層單位電鏡下，為兩層單位膜套裝、封閉的囊狀結(jié)構(gòu)：膜套裝、封閉的囊狀結(jié)構(gòu)：外膜外膜內(nèi)膜（嵴、基粒）內(nèi)膜（嵴、基粒）膜間腔膜間腔基質(zhì)腔基質(zhì)腔（基質(zhì)，（基質(zhì)，mtDNA,核糖體）核糖體）Wannan Medical College電鏡下看到的線粒體Wannan Medical College內(nèi)含內(nèi)含mt核糖體、核糖體、 mtRNA、環(huán)狀、環(huán)狀的的mtDNA基質(zhì)腔基質(zhì)腔內(nèi)膜與外膜之間的內(nèi)膜與外膜之間的腔隙。含許多酶類(lèi)、腔隙。含許多酶類(lèi)、底物

4、、輔助因子。底物、輔助因子。膜間腔膜間腔厚厚5.5nm，由整齊圓柱狀蛋白組成；由整齊圓柱狀蛋白組成；較高通透性較高通透性厚厚4.5 nm，高度選擇通透性。高度選擇通透性。膜蛋白豐富，膜蛋白豐富，形成許多呼吸鏈。形成許多呼吸鏈。Wannan Medical College嵴嵴基?；?nèi)膜上垂直內(nèi)膜上垂直分布的顆粒分布的顆粒狀結(jié)構(gòu)狀結(jié)構(gòu)嵴有多嵴有多種種形態(tài)形態(tài)Wannan Medical College嵴的形態(tài)嵴的形態(tài)Wannan Medical College基粒基粒ATPATP合成酶復(fù)合體合成酶復(fù)合體（跨膜蛋白，催化（跨膜蛋白，催化ADPATPADPATP）Wannan Medical Col

5、lege 線線粒體的化學(xué)組學(xué)組成及酶的定位二二線線粒體的化學(xué)組學(xué)組成及酶的定位二二.Wannan Medical College占干重的占干重的65-70%多數(shù)分布于內(nèi)膜（多數(shù)分布于內(nèi)膜（60%）分為：）分為：可溶性的（基質(zhì)酶、膜周邊蛋白）可溶性的（基質(zhì)酶、膜周邊蛋白）不溶性的（膜內(nèi)在蛋白及酶蛋白）不溶性的（膜內(nèi)在蛋白及酶蛋白）占干重的占干重的25-30%內(nèi)膜含豐富的內(nèi)膜含豐富的心磷脂心磷脂(二磷二磷脂酰甘油脂酰甘油)。內(nèi)外膜脂類(lèi)內(nèi)外膜脂類(lèi)/蛋白質(zhì)比例不同蛋白質(zhì)比例不同蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂類(lèi)脂類(lèi) 一、化學(xué)組成一、化學(xué)組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂類(lèi)脂類(lèi)少量少量DNA（5%）多種輔酶、維生素多種輔酶、維生素?zé)o機(jī)離

6、子、水等無(wú)機(jī)離子、水等 二、線粒體中酶的定位二、線粒體中酶的定位呼吸鏈酶系呼吸鏈酶系A(chǔ)TP合成酶系合成酶系合成線粒體脂類(lèi)的酶合成線粒體脂類(lèi)的酶三羧酸循環(huán)反應(yīng)酶系三羧酸循環(huán)反應(yīng)酶系丙酮酸與脂肪酸氧化酶系丙酮酸與脂肪酸氧化酶系蛋白質(zhì)與核酸合成酶系蛋白質(zhì)與核酸合成酶系Wannan Medical College基質(zhì)基質(zhì)- - 蘋(píng)果酸脫氫酶蘋(píng)果酸脫氫酶外膜外膜- - 單胺氧化酶單胺氧化酶內(nèi)膜內(nèi)膜- - 細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶膜間腔膜間腔-腺苷酸激酶腺苷酸激酶 線粒體各部分的標(biāo)志酶線粒體各部分的標(biāo)志酶線線粒體的功能三.線粒體的功能三. 線粒體是細(xì)胞氧化的場(chǎng)所線粒體是細(xì)胞氧化的場(chǎng)所 能量轉(zhuǎn)換的中心能

7、量轉(zhuǎn)換的中心 參與多種生命現(xiàn)象。參與多種生命現(xiàn)象。 細(xì)胞氧化的過(guò)程細(xì)胞氧化的過(guò)程 細(xì)胞氧化細(xì)胞氧化:在酶的催化下，細(xì)胞將供能物質(zhì)（氨基酸、在酶的催化下，細(xì)胞將供能物質(zhì)（氨基酸、脂肪、糖等）氧化并釋放能量的過(guò)程。又稱(chēng)細(xì)胞呼吸脂肪、糖等）氧化并釋放能量的過(guò)程。又稱(chēng)細(xì)胞呼吸（消耗（消耗O2，放出，放出CO2 、H2O）。）。 酵解酵解 （胞質(zhì)中）（胞質(zhì)中）乙酰輔酶生成乙酰輔酶生成（線粒體基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)）電子傳遞電子傳遞氧化磷酸化氧化磷酸化（內(nèi)膜上）（內(nèi)膜上）三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)（線粒體基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)）生成生成ATPATP丙酮酸丙酮酸脂肪酸脂肪酸乙酰輔酶乙酰輔酶A A氧化氧化過(guò)程過(guò)程磷酸化磷酸

8、化電子傳遞和氧化磷酸化電子傳遞和氧化磷酸化Wannan Medical College氧化能級(jí)逐氧化能級(jí)逐漸降低，釋漸降低，釋放出來(lái)的自放出來(lái)的自由能部分轉(zhuǎn)由能部分轉(zhuǎn)化為化為 ATPATP，其余以熱能其余以熱能釋放。釋放。ADP+PiATP1/2 O2H2O呼呼吸吸鏈鏈e-HH+e-O2是呼吸鏈的是呼吸鏈的最后一環(huán)！最后一環(huán)！Wannan Medical College結(jié)合變構(gòu)機(jī)制和結(jié)合變構(gòu)機(jī)制和旋轉(zhuǎn)催化假說(shuō)旋轉(zhuǎn)催化假說(shuō)化學(xué)滲透假說(shuō)化學(xué)滲透假說(shuō)英英國(guó)國(guó)Michell1978年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)美國(guó)美國(guó)BoyerWalker揭示牛心線粒體揭示牛心線粒體F1-ATP酶的晶體酶的晶體結(jié)構(gòu)，提

9、供了結(jié)結(jié)構(gòu)，提供了結(jié)構(gòu)學(xué)上的證據(jù)構(gòu)學(xué)上的證據(jù)1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)Wannan Medical CollegeWannan Medical College線線粒體的遺傳遺傳和半自主性四線線粒體的遺傳遺傳和半自主性四四.Wannan Medical College多為雙鏈閉環(huán)分子，裸露。多為雙鏈閉環(huán)分子，裸露。 重鏈（重鏈（H鏈）鏈）G較多較多輕鏈（輕鏈（L鏈）鏈）C較多較多1.mtDNA的復(fù)制：的復(fù)制： 半保留復(fù)制半保留復(fù)制2. mtDNA的轉(zhuǎn)錄：的轉(zhuǎn)錄： 全長(zhǎng)對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄全長(zhǎng)對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄一、線粒體一、線粒體DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 全長(zhǎng)全長(zhǎng)16569bp編碼編碼 2個(gè)個(gè)rRNA ,

10、22個(gè)個(gè)tRNA , 13種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì)Wannan Medical College線粒體密碼線粒體密碼 核核 密密 碼碼起始密碼起始密碼 色氨酸終止密碼終止密碼AGA、AGGUAA、UAG、UGA mtDNA與核與核DNA的遺傳密碼比較的遺傳密碼比較AUAAUGUGA 可自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯?？勺晕覐?fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。 有特殊的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。有特殊的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。有特殊的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。有特殊的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。 mtDNA信息量小，信息量小， 僅合成約僅合成約10% %的內(nèi)膜蛋白，的內(nèi)膜蛋白， 約約90% %蛋白為核基因編碼蛋白為核基因編碼 1. 1.自主性自主性2.2.非自主性非自主性 二

11、二 線粒體的半自主性線粒體的半自主性三、線粒體蛋白質(zhì)的運(yùn)輸三、線粒體蛋白質(zhì)的運(yùn)輸 線線粒體與醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)五線線粒體與醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)五.Wannan Medical College一一. .疾病的診斷指標(biāo)疾病的診斷指標(biāo)1.1.缺血缺血: : 內(nèi)室濃縮、外室擴(kuò)大、體積增加、凝集、腫脹、內(nèi)室濃縮、外室擴(kuò)大、體積增加、凝集、腫脹、基質(zhì)成分變性基質(zhì)成分變性, ,解體。解體。2.2.腫瘤腫瘤: : 線粒體數(shù)目減少，嵴減少。線粒體數(shù)目減少，嵴減少。1.1.一氧化碳中毒一氧化碳中毒: : 缺氧、呼吸鏈?zhǔn)茏枞毖?、呼吸鏈?zhǔn)茏?.2.氰化物中毒氰化物中毒: : 分子小、擴(kuò)散快、與細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，阻斷電子傳遞分子小、擴(kuò)散快、與細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，阻斷電子傳遞二二. .藥物或毒物對(duì)線粒體的作用藥物或毒物對(duì)線粒體的作用Wannan Medical College 三三. . 線粒體病線粒體病退化性疾?。ㄈ缗两鹕　⒃缋闲园V呆癥等）退化性疾?。ㄈ缗两鹕?、早老性癡呆癥等）線粒體?。壕€粒體異常導(dǎo)致的疾病。主線粒體?。壕€粒體異常導(dǎo)致的疾病。主要與要與