Separate fusion of outer and inner mitochondrial membranes

doi:10.1038/sj.embor.7400488

比较研究

.2005年9月；6（9）：853-9。

doi:10.1038/sj.embor.7400488。

线粒体内外膜的分离融合

弗洛伦斯·马尔卡¹, 奥尔文·吉列里, 卡门·西富恩特斯·迪亚兹, 艾曼纽尔·吉卢（Emmanuelle Guillou）, 帕斯卡尔·贝伦盖尔, 安妮·隆贝斯, 曼努埃尔·罗霍

附属公司

PMID： 16113651
预防性维修识别码：项目经理1369163
内政部： 10.1038/sj.embor.7400488

比较研究

线粒体内外膜的分离融合

弗洛伦斯·马尔卡等。 EMBO代表. 2005年9月.

.2005年9月；6(9):853-9.

doi:10.1038/sj.embor.7400488。

作者

弗洛伦斯·马尔卡¹, 奥尔文·吉列里, 卡门·西富恩特斯·迪亚兹, 艾曼纽尔·吉卢（Emmanuelle Guillou）, 帕斯卡尔·贝伦盖尔, 安妮·隆贝斯, 曼努埃尔·罗霍

附属

¹INSERM U582，皮埃尔和玛丽·居里大学肌科学研究所，IFR14，法国巴黎Cedex 13医院47大道Pitié-Salpêtrière医院集团。

PMID： 16113651
预防性维修识别码：项目经理1369163
内政部： 10.1038/sj.embor.7400488

摘要

线粒体被两个性质和功能不同的紧密相连的边界膜包裹。众所周知，它们经历了融合和裂变，但尚不清楚外层和内层膜是同时、协调还是分开融合。我们建立了研究活体人类细胞内外膜融合的方法。内膜融合比外膜融合对抑制糖酵解更敏感。内膜电位与K+（缬氨霉素）或H+离子载体（cccp）的耗散可消除内膜而非外膜的融合。此外，在没有任何药物的情况下，外膜和内膜融合分别进行。外层和内层膜的分离融合以及这些融合反应的不同要求表明，存在着能够独立工作的融合机制。

PubMed免责声明

数字

图1
药物对内外膜融合有不同的影响。将含有基质红色荧光蛋白（mtRFP）的细胞与含有基质绿色荧光蛋白（mtGFP；A类)或GFPOM（固定在外膜上的GFP分子；B类)并在控制条件下（nd）或在脱氧葡萄糖（dg）、寡霉素（om）、cccp（cp）或缬氨霉素（vm）存在下维持。16小时后，固定多核体并分析荧光蛋白分布。比例尺，10μm。共定位的定量分析表明了多核子的百分比(n个⩾每种情况100），mtRFP和mtGFP的全部、部分或没有共同定位(A类)或mtRFP和GFPOM(B类). 在对照条件下，基质mtRFP和mtGFP以及外膜GFPOM分布于线粒体。脱氧葡萄糖部分阻止了基质mtRFP和mtGFP的扩散，但不阻止外膜GFPOM的扩散。缬氨霉素和cccp可阻断mtRFP和mtGFP的交换，但不阻断GFPOM的交换。寡霉素对mtGFP、mtRFP和GFPOM的混合没有显著影响。

图2
用于平行观察外膜和内膜融合的分析。供体RMGO细胞表达两种靶向线粒体的荧光蛋白（基质红色荧光蛋白（mtRFP）和一种锚定在外膜上的绿色荧光蛋白分子（GFPOM）），受体CN细胞表达CFPnuc（一种靶向细胞核的蓝色荧光蛋白）(A类)并在对照条件下融合16小时(B类)或在有脱氧葡萄糖的情况下(C类). 固定后，用抗COX2抗体观察所有线粒体。RMGO细胞的线粒体用mtRFP和GFPOM双重标记，CN细胞的细胞核用CFPnuc标记(A类). RMGO和CN细胞融合后，细胞核用CFPnuc标记，整个线粒体室用GFPOM和mtRFP标记(B类). 在存在脱氧葡萄糖的情况下，多核体显示线粒体GFPOM阳性而mtRFP阴性(C类，箭头）。比例尺，10μm。

图3
外膜融合之后是Drp1介导的外膜分裂。供体RMGO细胞表达两种靶向线粒体的荧光蛋白（基质红色荧光蛋白（mtRFP）和一种锚定在外膜的绿色荧光蛋白分子（GFPOM）），受体CN细胞表达CFPnuc（一种靶向细胞核的蓝色荧光蛋白）在cccp存在下融合并维持16h(**A、 B类**)或缬氨霉素(C类). 中的单元格(B类)融合前用显性负性Drp1 K38A转染。内膜融合的选择性抑制导致双标记供体线粒体和单标记GFPOM的受体线粒体共存(A类——C类). 在cccp处理下，供体和受体线粒体大部分分散，表明外膜融合后发生裂变(A类). 在用Drp1 K38A抑制分裂后，一些cccp处理的线粒体保持丝状，一些GFPOM阳性受体线粒体（箭头）保持与双重标记的供体线粒体接触(B类). 在缬氨霉素治疗下，大量供体和受体线粒体仍然很接近(C类). 比例尺，10μm(**A、 C类**)和3微米(B类).

图4
药物处理细胞的线粒体超微结构。在控制条件下保持的细胞(A类)或用脱氧葡萄糖处理16小时(B类)，cccp(C类)或缬氨霉素(D类)进行电子显微镜检查。线粒体在控制条件下呈现“正统构象”(A类)与脱氧葡萄糖孵育后形成“凝聚构象”（电子致密基质和膨胀嵴）(B类). cccp处理的细胞线粒体较小(C类)缬氨酸霉素处理的细胞明显增大(D类). 缬氨霉素处理的细胞显示线粒体被连续的外膜包裹，但含有不同电子密度和嵴形态的基质空间，表明这些基质空间被未融合的内膜（箭头）分隔开。比例尺，400 nm。

图5
外膜和内膜可以分别融合。表达两种靶向线粒体的荧光蛋白（基质红色荧光蛋白（mtRFP）和一种锚定在外膜的绿色荧光蛋白分子（GFPOM））的RMGO细胞和表达靶向细胞核的青色荧光蛋白（CFPnuc）的CN细胞被共镀并融合4小时。RMGO和CN细胞都是正常的(A类)或缺乏线粒体DNA(B类). 固定后，用抗COX2抗体观察所有线粒体(A类)或VDAC(B类). 所有多核体中的一个重要部分(n个⩾100）包含GFPOM阳性但mtRFP阴性的线粒体（(A类)，插入(B类)). (C类)线粒体融合和裂变反应模型。正常情况下，内外膜融合介导GFPOM和mtRFP的连续传递；单标记GFPOM的线粒体仅短暂存在。cccp（1）对内膜融合的抑制不影响外膜融合或分裂，导致线粒体分裂和分散。缬氨霉素（1+2）抑制内膜融合和外膜分裂不影响外膜融合，导致线粒体与未融合内膜堆积。比例尺，10μm。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

分裂的PGAM5依赖于蛋白酶体介导的线粒体外膜在有丝分裂期间的破裂而从线粒体释放。
山口A、石川H、福冈M、横崎M、松田N、田村S、武田K。 Yamaguchi A等人。生物化学杂志。2019年1月1日；165(1):19-25. doi:10.1093/jb/mvy077。生物化学杂志。2019 PMID：30247576
线粒体膜融合的分子机制。
Griffin EE，Detmer SA，Chan DC。 Griffin EE等人。 Biochim生物物理学报。2006年5月至6月；1763(5-6):482-9. doi:10.1016/j.bbamcr.2006.02.003。Epub 2006年3月9日。 Biochim生物物理学报。2006 PMID：16571363 审查。
离子载体和代谢抑制剂对兔网织红细胞蛋白质合成的影响。
布莱巴特·H。布莱巴特·H。 Biochim生物物理学报。1981年12月28日；656(2):160-6. doi:10.1016/0005-2787（81）90082-4。 Biochim生物物理学报。1981 PMID：7317430
【线粒体收缩机制】。
利亚霍维奇VV。利亚霍维奇VV。 Usp Sovrem生物。1973年9月至今；76(2):230-45. Usp Soverem生物公司。1973 PMID：4271822 审查。俄语。没有可用的摘要。
从酵母线粒体制备内膜基质部分。
Velours J、Guerin B、Duvert M。 Velours J等人。生物化学与生物物理学Arch Biochem Biophys。1977年7月；182(1):295-304. doi:10.1016/0003-9861（77）90310-1。生物化学与生物物理学Arch Biochem Biophys。1977 PMID：329767 没有可用的摘要。

查看所有类似文章

引用人

健康与疾病中中枢神经系统中的线粒体：线粒体移植治疗潜力的困惑。
Tripathi K，Ben-Shachar D。 Tripathi K等人。细胞。2024年2月27日；13(5):410. doi:10.3390/cells13050410。细胞。2024 PMID：38474374 免费PMC文章。审查。
健康和心血管疾病中的线粒体质量控制。
Atici AE、Crother TR、Noval Rivas M。 Atici AE等人。前细胞发育生物学。2023年11月6日；11:1290046. doi:10.3389/fcell.2023.1290046。eCollection 2023年。前细胞发育生物学。2023 PMID：38020895 免费PMC文章。审查。
线粒体动力学和有丝分裂在癌症和肺动脉高压中调节细胞周期的作用：动力蛋白相关蛋白1和丝裂霉素2在增生性疾病中的意义.
Colpman P、Dasgupta A、Archer SL。 Colpman P等人。细胞。2023年7月20日；12(14):1897. doi:10.3390/cells12141897。细胞。2023 PMID：37508561 免费PMC文章。审查。
血管重塑和靶器官损伤中的线粒体动力学。
朱涛，胡强，袁毅，姚华，张杰，齐杰。 Zhu T等。《前心血管医学》，2023年2月13日；10:1067732. doi:10.3389/fcvm.2023.1067732。eCollection 2023年。《Front Cardiovasc Med.2023》。 PMID：36860274 免费PMC文章。审查。
线粒体动力学的破坏通过器官间接触和线粒体DNA错位引发肌肉炎症。
Irazoki A、Gordaliza-Alaguero I、Frank E、Giakoumakis NN、Seco J、Palacín M、GumáA、Sylow L、Sebastián D、Zorzano A。 Irazoki A等人。国家公社。2023年1月6日；14(1):108. doi:10.1038/s41467-022-35732-1。国家公社。2023 PMID：36609505 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Bernardi P（1999）《阳离子的线粒体转运：通道、交换器和通透性转变》。Physiol修订版79:1127–1155-公共医学
1. Chen H、Detmer SA、Ewald AJ、Griffin EE、Fraser SE、Chan DC（2003）Mitofusins Mfn1和Mfn2协调调节线粒体融合，对胚胎发育至关重要。细胞生物学杂志160:189–200-项目管理咨询公司-公共医学
1. Cipolat S，de Brito OM，Dal Zilio B，Scorrano L（2004）OPA1需要线粒体融合蛋白1来促进线粒体融合。美国国家科学院院刊101:15927–15932-项目管理咨询公司-公共医学
1. Frey TG，Mannella CA（2000）线粒体的内部结构。生物化学科学趋势25:319–324-公共医学
1. Fritz S、Rapaport D、Klanner E、Neupert W、Westermann B（2001）Fzo1连接线粒体外膜和内膜对细胞器融合至关重要。细胞生物学杂志152:683–692-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

LinkOut-更多资源

全文源
其他文献来源
- 镜片-专利引文

[1] Bernardi P（1999）《阳离子的线粒体转运：通道、交换器和通透性转变》。Physiol修订版79:1127–1155-公共医学

[2] Bernardi P（1999）《阳离子的线粒体转运：通道、交换器和通透性转变》。Physiol修订版79:1127–1155-公共医学

[3] Chen H、Detmer SA、Ewald AJ、Griffin EE、Fraser SE、Chan DC（2003）Mitofusins Mfn1和Mfn2协调调节线粒体融合，对胚胎发育至关重要。细胞生物学杂志160:189–200-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Chen H、Detmer SA、Ewald AJ、Griffin EE、Fraser SE、Chan DC（2003）Mitofusins Mfn1和Mfn2协调调节线粒体融合，对胚胎发育至关重要。细胞生物学杂志160:189–200-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Cipolat S，de Brito OM，Dal Zilio B，Scorrano L（2004）OPA1需要线粒体融合蛋白1来促进线粒体融合。美国国家科学院院刊101:15927–15932-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Cipolat S，de Brito OM，Dal Zilio B，Scorrano L（2004）OPA1需要线粒体融合蛋白1来促进线粒体融合。美国国家科学院院刊101:15927–15932-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Frey TG，Mannella CA（2000）线粒体的内部结构。生物化学科学趋势25:319–324-公共医学

[8] Frey TG，Mannella CA（2000）线粒体的内部结构。生物化学科学趋势25:319–324-公共医学

[9] Fritz S、Rapaport D、Klanner E、Neupert W、Westermann B（2001）Fzo1连接线粒体外膜和内膜对细胞器融合至关重要。细胞生物学杂志152:683–692-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Fritz S、Rapaport D、Klanner E、Neupert W、Westermann B（2001）Fzo1连接线粒体外膜和内膜对细胞器融合至关重要。细胞生物学杂志152:683–692-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

线粒体内外膜的分离融合

附属

线粒体内外膜的分离融合

作者

附属

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源