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1、 郭慧敏 吕晓薇词汇Mitochondria 线粒体exhibit 呈现elevated 高的metabolic rate 代谢率respiratory 呼吸的 oxidize 氧化initial 最初的 abnormality 异常，反常impacted 压紧的，结实的severity 严重infancy 婴儿期 seizures 发作episodes 发病, 发作intolerance 不耐受skeletal muscle fibers 骨骼肌纤维peripheral 外围的aggregates 聚集物inclusion 包含物flavoprotein 黄素蛋白enzyme succina
2、te dehydrogenes 琥珀酸脱氢酶synthesis 合成oxidative phosphorylation 氧化磷酸化clinical phenotype 临床表现inheritance 遗传exclusively 排外的，专有的inherited maternally 母系遗传heteroplasmy 异质体preponderance 优势defective 缺陷neurological 神经学上的onset 开始Parkinsons disease Parkinson病（PD）degenerative changes 质变drug addict 吸毒者muscular trem
3、or 肌肉震颤heroin 海洛因contaminated 污染的substantia nigra 黑质visual 视觉的liver 肝脏peroxisomes 过氧化物酶体organelles 细胞器import 输入cytosol 细胞溶胶uptake 吸收strain 菌株isolate 分离disruption 解体 adrenoleukodstrophy(ALD) 肾上腺脑白质营养不良adrenal insufficiency 肾上 腺皮质功能不全;阿狄森病(Addisons disease)dysfunction 功能障碍metabolize 物质交换 myelin sheath
4、s 髓鞘retard 迟延bone marrow transplantation 骨髓移植gene therapy 基因治疗 l线粒体的结构：l 线粒体的功能：l线粒体是真核生物氧化代谢的部位，是 糖，脂肪和氨基酸最终氧化放能的场所 。最终氧化的共同途径是三羧酸循环和 呼吸链的氧化磷酸化。真核细胞中碳水化合物代谢俯瞰：l l线粒体是呼吸作用的主要场所，我们来介绍一下存在于线粒体内膜上 的呼吸链的主要成分l复合物I，又称NADH脱氢酶，功能是催化一对电子从NADH传给 CoQ，它是线粒体内膜最大的复合物，是跨膜蛋白，也是呼吸链中了 解最少的复合物l复合物，复合物又称琥珀酸脱氢酶，功能是催化电子从
5、琥珀酸传递 给辅酶Q.l复合物，复合物又称CoQH2-细胞色素c还原酶复合物,复合物催化 电子从辅酶Q向细胞色素c传递，并且每传递一个电子，同时传递四个 氢到膜隙l复合物，复合物又称细胞色素c氧化酶,主要功能是将电子从细胞色 素c传递给氧分子，生成水l线粒体是半自主性的细胞器，它涉 及到两个彼此分开的遗传系统。随 着人们对线粒体异常所引起的代谢 紊乱研究的深入，发现：虽然呼吸 链上90%的多肽是由核基因编码的 但更多的代谢紊乱是由mtRNA突变 引起的。线粒体紊乱遗传在许多方面与核遗传不同,主要 的两方面是: 1.在人类的胚胎中出现的线粒体全部来自于受精 卵形成时的卵细胞中的线粒体，而精子却没
6、有 一点贡献，所以线粒体遗传是母系遗传。2.核基因被多种DNA修复系统所保护，而线粒体 中缺少这种保护系统，由于这种原因，在受到 有机突变剂诱导时mtDNA突变的频率比核DNA 高出十倍。l线粒体中有可能包含正常mtDNA和突变 DNA的混合物，这种情形被称做异质体 。研究表明，只有在特定的组织中大多数 线粒体携带有缺陷的遗传信息时，代谢紊 乱的症状才会表现出来。由于这种可变性 ，携带相同DNA突变的家庭成员之间可 能存在明显不同的症状。l携带突变DNA百分比高的个体忍受更多 的病痛。过氧化物酶体l过氧化物酶体是由一层单位膜包裹的囊 泡，通常比线粒体小，直径约为： 0.11.0微米l过氧化物酶
7、体普遍存在于真核生物的各 类细胞中，但在肝和肾的细胞中数量特 别多l l过氧化物酶体含有丰富的酶类，目前已知 有余种，主要是氧化酶、过氧化氢酶 和过氧化物酶过氧化物酶l氧化酶：是过氧化物酶体中的主要酶类， 各种氧化酶作用于不同的底物其共同特征 是氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢 ：lRH2+O2 R+H2O2l过氧化氢酶(catalase) l过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志 酶, 约占过氧化物酶体酶总量的40% 。过氧化氢酶的作用是使过氧化氢 还原成水:l2H2O2 O2+2H2Ol过氧化物酶体的功能:l使毒性物质失活l对氧浓度的调节作用l脂肪酸的氧化l含氮物质的代谢过氧化物酶体和线粒体中氧
8、浓度与呼吸速率的关系:线粒体突变诱发疾病1962年，瑞典斯德哥尔摩大学的Rolf Luft 报道了异常线粒体的研究情况 ，这个线 粒体是从一位长期疲劳身体虚弱的妇女 身体中分离出来的，并且她的新陈代谢 率和体温比正常人略高。正常情况下， 当ADP水平低时，孤立的线粒体停止氧 化底物 ，相反 ，来自这位病人的线粒体 确仍以一个较高的速率氧化底物 。自从那篇文章发表后，线粒体的多种 紊乱陆续被描述，并且这种紊乱的状态可 以追溯到其结构和功能的畸变。这些紊乱 中肌肉和神经组织受影响最严重，因为这 些组织对ATP的需求是最大的。根据受到 影响的蛋白质不同，线粒体突变引起的疾 病根据病情的严重程度大概分
9、为三种情况 ：1.导致幼年个体死亡2.失明，中风等症状3.体质孱弱，不能运动或不能产生 有活力的精子病情严重者有明显的肌纤维细胞异 常现象，并且线粒体在细胞中沿胞 壁内侧聚集分布，有些人称之为 “parking lot”（停车场，见图示）。疾病名称 临临床表现现老年性痴呆进进行性丧丧失认认知能力线线粒体肌病肌无力，退化，肌内有充满满异常 ，线线粒体的粗糙红纤维红纤维 (特殊染色 检测检测 )非胰岛岛素依赖赖性糖尿病高血糖，有不同并发发症Pearson骨髓-胰腺综综合症儿童期骨髓功能障碍，血细细胞死 亡，脾衰竭，生存者发发展为为KSSKearns-Sayre综综合症合并视视网膜病变变。心脏脏病，
10、听力 丧丧失，糖尿病和肾肾衰竭n PD:帕金森氏病又称震颤麻痹，是一种中枢神经 系统变性疾病。主要是因为位于中 脑部位黑质的细胞发生退化，当这 些黑质神经元变性死亡至80%以上 时，脑内一种重要的神经化学传导 物质多巴胺合成严重减少，不能维 持调节神经系统的正常功能，抑制 另一种神经化学传导物质乙酰胆碱 的能力降低，则乙酰胆碱的兴奋作 用相对增强。两者化学物质作用失 衡的结果是出现了震颤麻痹。线粒体突变很可能在神经和肌肉组织里 积累很长时间,到中老年才发病.20世纪80年 代初，一些年轻的吸毒者向医院报告说自己 有经常的肌肉震颤，像老年人才得的帕金森 病的早期症状。后来发现这些人自己由静脉 注
11、射了一种被称为是MPTP（1-甲基-4-苯基- 1，2，3，4-四氢吡啶的）化合物污染了的 合成海洛因。进一步的研究表明，MPTP能 引起线粒体呼吸链上复合物I的损伤，从而 引起大脑神经细胞的死亡，其产生病变的区 域也是黑质。黑质在人脑的一个叫中脑的部位有 一群神经细胞，叫做黑质神经元，它们合成一种 叫做“多巴胺”的神经递质，其神经纤维投射到大 脑的其它一些区域，如纹状体，对大脑的运动功 能进行调控。研究PD病人黑质 细胞时发现，这些 细胞里复合物I的 活动能力显著下降 ，这些都与脑细胞 里mtDNA的异常 有关。nZS:Zellweger综合症ZS也是一种神经性疾病，同 时影响视觉，导致肺异
12、常，是一 种在婴儿期致死的罕见的遗传病 。在1973年，Sidney Goldfischer 及其同事在艾伯特爱因斯坦医学 院最早报道了这种异常。过氧化物酶体突变疾病过氧化物酶体突变疾病病理学研究：（1） 过氧化物酶体并不是完全没有，而是缺乏过 氧化 物 酶体中所必需的酶，只呈现由膜包围的空泡 ；（2）不是不能合成这些酶，而是不能将合成的酶成 功运输到过氧化物体内部，多数存积在胞质中而丧失 了正常的生理作用；（3）至少是11种不同的基因发生了突变，这些基因 都是编码关于过氧化物体酶的运输蛋白；（4）这种基因（分别来源于酵母和人）的表达产物 在运输过程中有两个作用：过氧化物体酶的受体，或 运输机制中的一部分（辅助运输）。缺失任何一种功 能都会导致过氧化物体呈现“空泡”状。n ALD:脑白质肾上腺萎缩症 ALD: 全称adrenoleukodsrtophy, 是由于缺乏单一的 一种酶所至。这是1993年电影Lorenzos oil的主题。症状：青少年时期发现患者肾上腺皮质功能 不全和神经性功能障碍。致病机理：一种将超长链脂肪酸（VLCFAs)转 运进过氧化物酶体的膜蛋白的缺陷，导致 VLCFAs的运输受阻，它们将在大脑里积累， 并破坏隔离神经细胞的髓鞘。oLORENZOS OIL根据发生在美国的一宗真实 案例而改编。1984年，奥登 夫妇的六岁儿子罗伦佐患上 罕见的ALD症，
