线粒体动力学研究进展
2018-02-12姜小凡叶莉斯综述林冬静田洪艳审校
黄 健,姜小凡,叶莉斯 综述,林冬静,田洪艳审校
(吉林医药学院:1.2015级临床教改班,2.2016级临床教改班,3.组胚教研室,吉林 吉林 132013)
线粒体在细胞内表现为一个高度动态的细胞器,通过不断地分裂与融合来保持线粒体稳态,即线粒体动力学。线粒体与线粒体互相紧密连接,呈网状,称为线粒体网[1]。线粒体不只是细胞内的主要产能细胞器,还能调节活性氧的生成,自由基的产生,通过细胞氧化应激引起外周组织胰岛素抵抗[2]。
1 线粒体动力学分子机制
1.1 线粒体融合
首先,相邻2个线粒体找到融合的最佳位点,然后进行外膜融合,这依赖位于线粒体外膜上的线粒体外膜融合蛋白1(Mitochondria 1,Mfn1)和Mfn2。由于Mfn1/2位于线粒体外膜,跨膜区面向胞质,Mfn2上疏水区2(hydrophobic region 2,HR2)介导相邻2个线粒体外膜上的Mfn1/2相互连接形成同源二聚体和异源二聚体,Mfn1/2上的GTP 酶结构域调整HR2的结构,最终使线粒体的外膜融合。值得注意的是Mfn1的GTP酶水解活性远大于Mfn2,是否提示Mfn1的融合功能强于Mfn2。位于线粒体内膜的视神经萎缩蛋白(optic atrophy 1,OPA1)则参与了线粒体内膜的融合、线粒体嵴的形成和线粒体的能量代谢,并且OPA1在线粒体融合的作用中依赖Mfn1,Mfn2依赖OPA1[3]。
1.2 线粒体分裂
首先线粒体外膜分子线粒体分裂蛋白1(mitofission 1,Fis1)上的TRP介导胞浆中动力相关蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)转位至线粒体外膜,Drp1在线粒体分裂位点聚集形成“套锁”结构后与Fis1结合并形成复合体,并通过水解GTP改变分子间的距离或角度,逐渐压缩直至线粒体断裂,产生两个独立的线粒体[4]。当线粒体分裂完成后Drp1磷酸化脱落至胞质中。……
