细胞生物学-线粒体PPt.ppt

线粒体蛋白的跨膜运送 线粒体与细胞能量转换 线粒体与能量转换 线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。 细胞能量转化的四个阶段： 糖酵解（胞质中） 由丙酮酸形成乙酰辅酶A（线粒体基质） 三羧酸循环（线粒体基质） 电子传递和氧化磷酸化（线粒体内膜） 三羧酸循环 三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，也称柠檬酸循环或Krebs循环。 氧化磷酸化 氧化磷酸化是与电子传递过程偶联的磷酸化过程。即伴随电子从底物到O2的传递，ADP被磷酸化生成ATP的酶促过程。 氧化磷酸化作用的机理 有关氧化磷酸化作用的机理三种假说 化学偶联假说 构象偶联假说 化学渗透假说 化学渗透假说 1961年由英国生物化学家Peter Mitchell最先提出。 认为电子传递释放的自由能和ATP的合成是与一种跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的。即电子传递释放的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H+梯度，及一个电位梯度。这个跨膜电化学电势驱动ATP的合成。 电子传递 电子传递链的结构基础 复合体Ⅰ：NADH脱氢酶 复合体Ⅱ：琥珀酸脱氢酶 复合体Ⅲ：细胞色素C还原酶 复合体Ⅳ：细胞色素C氧化酶 氧化磷酸化偶联是能量转化的关键 生物氧化产生的ATP统计 细胞呼吸过程产生的36或38个ATP中有34个是在线粒体中产生的，线粒体是细胞名副其实的“动力工厂”。 线粒体蛋白的跨膜转运 线粒体蛋白质的转运 线粒体的蛋白合成能力有限，大量线粒体蛋白在细胞质中合成，定向转运到线粒体 。这些蛋白质在运输以前，以未折叠的前体形式存在。通常前体蛋白N端有一段信号序列称为导肽、前导肽或转运肽，完成转运后被信号肽酶切除，就成为成熟蛋白。 前导肽特性 碱性氨基酸(特别是精氨酸)含量较为丰富，它们分散于不带电荷的氨基酸序列之间; 缺少带负电荷的酸性氨基酸；羟基氨基酸(特别是丝氨酸)含量较高； 有形成两亲(既有亲水又有疏水部分)а-螺旋结构的能力。 编码蛋白向线粒体转运 前体蛋白进入线粒体的机制： 蛋白质运送过程的特点 需要受体 消耗ATP 需要分子伴侣 要电化学梯度驱动 要信号肽酶切除信号肽 通过接触点进入 非折叠形式运输。