线粒体钙离子平衡对维持线粒体特性，介导多种细胞生理功能和病理过程具有重要的作用。虽然大家都知道线粒体钙离子的摄取，但直到近年来才部分揭示此过程中转运体的分子结构。本文就线粒体钙离子单向转运体(mitochondrial calcium unipor-ter，MCU)及其相互作用蛋白的研究进展进行综述。

1MCU的分子结构

MCU核基因位于10号染色体，编码的蛋白质为40 kD，此蛋白在线粒体摄取期间转化为35 kD蛋白质的成熟形式。MCU具有2个跨膜的α-螺旋结构，这结构在不同的物种间高度保守。其N和C末端结构域跨膜进入线粒体基质中， MCU的9-aa连接器面对着两膜间隙[1]。利用APEX检测发现，APEX仅与MCU的N和C末端融合，使线粒体基质明显着色，但线粒体膜间隙没有着色[2]。研究发现，MCU低聚物可能形成一个具有功能活性的单向转运体通道，此通道由四聚体构成，其中8个螺旋沿着假设的通道区域排列，通道的邻近区域排列着成串的带电氨基酸残基，并产生负电势，这有利于阳离子通过[3]。在线粒体DIME区域中，人类MCU的D261/E264两个带负电荷的氨基酸残基发生突变，可以导致MCU失活，而使功能降低[1, 4]。

2MCU的线粒体Ca2+的单向转运机制

线粒体快速转运钙离子穿过线粒体膜，并在线粒体内存有钙离子效应器的基质中积聚[5]。驱使线粒体钙离子吸收的动力是线粒体膜电位(Δψm)，整个线粒体内膜中均存有这膜电势，它是由呼吸链复合物产生并由进入线粒体内膜的质子泵形成的一电化学势能梯度。线粒体通过MCU进行顺电化学势能吸收Ca2+。MCU复合物的主要特性是对钙离子具有很低的亲和力，生理条件下平衡离解常数 (dissociation constant，Kd)仅为20～30 μmol/L。……