Внутренняя митохондриальная мембрана
| Клеточная биология | |
|---|---|
| митохондрия | |
 Компоненты типичной митохондрии
3 Ламели
4 Митохондриальная ДНК |
Внутренняя митохондриальная мембрана ( ВММ ) – это митохондриальная мембрана, отделяющая митохондриальный матрикс от межмембранного пространства .
Структура
[ редактировать ]Структура внутренней митохондриальной мембраны сильно складчата и разделена на компартменты. Многочисленные впячивания мембраны называются кристами и отделены соединениями крист от внутренней пограничной мембраны, примыкающей к внешней мембране. Кристы значительно увеличивают общую площадь поверхности мембраны по сравнению с гладкой внутренней мембраной и, следовательно, доступное рабочее пространство для окислительного фосфорилирования .
Внутренняя мембрана образует два отсека. Область между внутренней и внешней мембраной, называемая межмембранным пространством, в значительной степени непрерывна с цитозолем, тогда как более изолированное пространство внутри внутренней мембраны называется матриксом.
Христос
[ редактировать ]Для типичных митохондрий печени площадь внутренней мембраны примерно в 5 раз превышает площадь наружной мембраны за счет крист. Это соотношение является переменным, и митохондрии клеток, которым требуется больше АТФ, например мышечных клеток, содержат еще больше крист. Мембраны крист со стороны матрикса усеяны небольшими круглыми белковыми комплексами, известными как F 1 частицы , места синтеза АТФ, управляемого протонным градиентом. Кристы влияют на общую хемиосмотическую функцию митохондрий. [1]
Поперечные соединения
[ редактировать ]Кристы и внутренние пограничные мембраны разделены перемычками. Концы крист частично закрыты трансмембранными белковыми комплексами, которые связываются друг с другом и связывают противоположные мембраны крист, образуя узкое место. [2] Например, удаление соединительного белка IMMT приводит к снижению потенциала внутренней мембраны и нарушению роста. [3] и к резко аберрирующим структурам внутренней мембраны, которые образуют концентрические стопки вместо типичных инвагинаций. [4]
Состав
[ редактировать ]Внутренняя мембрана митохондрий по липидному составу сходна с мембраной бактерий . Это явление можно объяснить эндосимбионтной гипотезой происхождения митохондрий как прокариотов, интернализованных эукариотической клеткой-хозяином.
В митохондриях сердца свиньи фосфатидилэтаноламин составляет большую часть внутренней митохондриальной мембраны и составляет 37,0% от фосфолипидного состава. Фосфатидилхолин составляет около 26,5%, кардиолипин 25,4% и фосфатидилинозитол 4,5%. [5] В митохондриях S. cerevisiae фосфатидилхолин составляет 38,4% ИММ, фосфатидилэтаноламин - 24,0%, фосфатидилинозитол - 16,2%, кардиолипин - 16,1%, фосфатидилсерин - 3,8% и фосфатидная кислота - 1,5%. [6]
Во внутренней мембране митохондрий соотношение белков и липидов составляет 80:20, в отличие от внешней мембраны , которая составляет 50:50. [7]
Проницаемость
[ редактировать ]Внутренняя мембрана свободно проницаема только для кислорода , углекислого газа и воды. [8] Она гораздо менее проницаема для ионов и малых молекул, чем внешняя мембрана, создавая отсеки, отделяя матрикс от цитозольной среды. Эта компартментализация является необходимой особенностью метаболизма. Внутренняя мембрана митохондрий является одновременно электрическим изолятором и химическим барьером. Существуют сложные переносчики ионов , позволяющие определенным молекулам преодолевать этот барьер. несколько антипорт- Во внутреннюю мембрану встроено систем, обеспечивающих обмен анионами между цитозолем и митохондриальным матриксом. [7]
IMM-ассоциированные белки
[ редактировать ]- АТФ-АДФ-транслоказа
- АТФ-связывающий кассетный транспортер
- Фермент расщепления боковой цепи холестерина
- Белковая тирозинфосфатаза
- Карнитин-О-пальмитоилтрансфераза
- Карнитин-О-ацетилтрансфераза
- Карнитин-О-октаноилтрансфераза
- Цитохром P450
- Транслоказа внутренней мембраны
- Транспортер глутаматаспартата
- Пиримидиновый метаболизм
См. также
[ редактировать ]- Цикл лимонной кислоты
- Протонный градиент
- Митохондриальный трехфункциональный белок
- Митохондриальный челнок
- Транспортные белки
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маннелла, Калифорния (2006). «Структура и динамика крист внутренней мембраны митохондрий». Биохимия и биофизика Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1763 (5–6): 542–548. дои : 10.1016/j.bbamcr.2006.04.006 . ПМИД 16730811 .
- ^ Херрманн, Дж. М. (18 октября 2011 г.). «MINOS is plus: комплекс Митофилина для контактов митохондриальных мембран» . Развивающая клетка . 21 (4): 599–600. дои : 10.1016/j.devcel.2011.09.013 . ПМИД 22014515 .
- ^ фон дер Мальсбург, К.; Мюллер, Дж. М.; Бонерт, М; Ольеклаус, С; Квятковская, П; Беккер, Т; Лоневска-Львовска, А; луг, С; Рао, С; Миленкович, Д; Хуту, ДП; Зербес, РМ; Шульце-Спекинг, А; Мейер, HE; Мартину, JC; Росперт, С; Релинг, П; Мейзингер, К; Винхейс, М; Варшайд, Б; ван дер Клей, Эй-Джей; Пфаннер, Н; Чачинская, А; ван дер Лаан, М. (18 октября 2011 г.). «Двойная роль митофилина в организации митохондриальной мембраны и биогенезе белка» (PDF) . Развивающая клетка . 21 (4): 694–707. дои : 10.1016/j.devcel.2011.08.026 . ПМИД 21944719 .
- ^ Рабл, Р; Субанье, В; Шольц, Р; Фогель, Ф; Мендл, Н; Васильев-Ноймайер, А; Кернер, К; Джагасия, Р; Кейл, Т; Баумайстер, В; Цирклаф, М; Нойперт, В; Райхерт, AS (15 июня 2009 г.). «Формирование крист и соединений крист в митохондриях зависит от антагонизма между Fcj1 и Su e/g» . Журнал клеточной биологии . 185 (6): 1047–63. дои : 10.1083/jcb.200811099 . ПМК 2711607 . ПМИД 19528297 .
- ^ Граф Дж., Майстеррена Б., Готерон, округ Колумбия (январь 1976 г.). «Липидный состав и белковые профили наружной и внутренней мембран митохондрий сердца свиньи. Сравнение с микросомами». Биохим. Биофиз. Акта . 419 (2): 271–84. дои : 10.1016/0005-2736(76)90353-9 . ПМИД 1247555 .
- ^ Ломизе, Андрел; Ломизе, Михаил; Погожева, Ирина (2013). «Атлас липидного состава мембранных белков» . Ориентации белков в мембранах . Мичиганский университет . Проверено 10 апреля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Краусс, Стефан (2001). «Митохондрии: структура и роль в дыхании» (PDF) . Издательская группа «Природа». Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2012 года . Проверено 9 апреля 2014 г.
- ^ Капретт, Дэвид Р. (12 декабря 1996 г.). «Строение митохондрий» . Экспериментальные биологические науки . Университет Райса . Проверено 9 апреля 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Внутренняя мембрана митохондрий (97 белков) База данных «Ориентации белков в мембранах» (OPM)