(matrix-targeting sequence,MTS,导肽)。富含带正电荷的精氨酸、赖氨酸、丝氨酸和苏氨酸(缺少酸性氨基酸),20~80个氨基酸。 12.核基因编码的线粒体蛋白,在转入线粒体时,mtHsp家族是如何起作用的?
胞质中的分子伴侣:新生多肽相关复合物(nascent associated complex,NAC)作用于被转运的肽链,增加蛋白转运的准确性; 分子伴侣——热休克蛋白70(Hsp70)结合被转运的肽链,防止已松弛的肽链聚集;
胞质中导肽结合因子(presequence-binding factor,PBF)增加Hsp70对线粒体蛋白的转运;
线粒体输入刺激因子(mitochondrial import stimulatory factor,MSF)发挥ATP酶作用,为蛋白解聚提供能量。
13.核基因编码的线粒体蛋白,是怎样向线粒体膜间腔、外膜转运的? (1)蛋白质向线粒体膜间腔的转运:
膜间腔蛋白质均有膜间腔导入序列(ISTS)引导肽链进入膜
间腔。膜间腔蛋白质N端先进入基质,并被酶切去MTS序列,然后依照ISTS的不同,有两种转运方式:
①整个肽链进入基质,结合mtHsp70折叠,并在ISTS引导下,
通过内膜上通道,进入膜间腔;
②ISTS起转移终止序列的作用,肽链C端不能转入内膜,并
固定于内膜上,在膜间腔蛋白酶作用下,切除内膜上的ISTS部分,C端落于膜间腔。
③以直接扩散的方式,从胞质中通过线粒体外膜上的类孔蛋白
P70——类似原核生物孔蛋白,进入膜间腔。 (2)蛋白质向线粒体外膜和内膜的转运
外膜蛋白类孔蛋白P70研究较多,其MTS后有一段长的疏水
序列,起着转移终止序列的作用,使之固定于外膜上。 内膜上的蛋白质转运机制尚不清楚。 14.线粒体怎样起源的?如何增殖?
线粒体可能起源于与古老厌氧真核细胞共生的早期细菌,在之后长期进化中,其绝大部分遗传信息转移到细胞核上——内共生学说。 非内共生:古老的进化程度较高的需氧细菌,其能量代谢的电子传递酶系、氧化磷酸酶系定位于细胞膜上;随细胞呼吸功能增强,细胞膜表面积扩大,然后增大的细胞膜不断内陷、折叠融合,并被其他膜结构包裹,同时包进部分基因组DNA,形成有呼吸功能的双层膜性囊泡。
线粒体的发生分两个阶段,且受细胞核、线粒体遗传系统的调控:①分裂增殖;②新生线粒体的分化。
分裂增殖方式:①出芽分裂;②收缩分裂;③间壁分裂。 15.名词解释:细胞呼吸、呼吸链、ATP合酶复合体
细胞呼吸:在细胞内线粒体的参与下,利用O2,分解各种大分子,产生CO2,并将代谢释放的能量储存于ATP的过程,称细胞呼吸,或生物氧化/细胞氧化。
呼吸链:传递电子的酶系是一系列能可逆接受和释放H+和e-的化
学物质组成,在线粒体内膜上有序排列成相互关联的链状,称呼吸链(respiratory chain)或电子传递呼吸链(electron transport respiratory) ATP合酶复合体:蘑菇样蛋白质复合体,在细菌与线粒体中高度保守,两部分组成:
(1)球形F1头部,直径9nm,由5种亚基组成:α3β3δγε (2)F0基片(basal section),包埋于内膜中,由3种亚基组成:ab2c10-14
F0基部有一通道,允许质子(即
H+)从膜间腔经F1头部进入
基质
16.ATP分子在能量转换中的作用是什么?
随着细胞内能量的释放、储存,能量转换的中间携带者在ATP与ADP之间不断进行互变。
17.从葡萄糖到ATP形成,经过哪三个步骤? 糖酵解、三羧酸循环(TAC)、氧化磷酸化。 18.葡萄糖在细胞质中的糖酵解总反应式是?
19.糖酵解产生的NADH,可以通过哪两个穿梭机制进入线粒体? P137~P138
20.丙酮酸进入线粒体后,在丙酮酸脱氢酶作用下,生成什么进入三羧酸循环?
乙酰辅酶A(乙酰CoA)
21.线粒体基质中,三羧酸循环的第一个也是最终反应物是什么酸? 草酰乙酸。
22.一次完整三羧酸循环,1分子乙酰CoA 氧化生成什么?
2次脱羧释放2个CO2,4次脱羧生成3对NADH+H+、1对FADH2,并生成1分子GTP。
23.什么是各种有机物最后氧化、相互转换的枢纽? 三羧酸循环(TAC循环)
24.1分子葡萄糖完全氧化,生成多少分子ATP?
1分子葡萄糖完全氧化生成38分子ATP,其中仅有2分子ATP是在线粒体外通过糖酵解形成的。
形成ATP的两条途径:①底物水平磷酸化生成4分子ATP(糖酵解、三羧酸循环各2分子);②氧化磷酸化生成34分子ATP(共产生12对H,其中10对以NAD+为载体,2对以FAD为载体,进入电子传递链)
25.1分子NADH或FADH2经电子传递,各生成多少ATP? NADH:3分子ATP FADH2:2分子ATP 26.化学渗透假说内容是什么?
(1)NADH和FADH2提供一对电子,经电子传递链,最后被O2接受;
(2)电子传递链同时起到H+泵的作用,在传递电子过程中,将
H+从线粒体基质转移到膜间腔;
(3)线粒体内膜对H+和OH-不能通透,造成内膜两侧的H+浓度差; (4)膜间腔里的H+顺浓度梯度,借助这个势能通过ATP合酶复合体的F0质子通道,驱动F0F1ATP酶复合体合成ATP。
27.结合变构机制是如何解释质子电化学势能转化为ATP化学能的? (1)质子跨膜释放的能量,用来改变F1头部活性位点对ATP结合力;
(2)每个活性位点按3个状态依次变构,每种构象跟底物亲和力不同;
(3)ATP的合成被旋转催化,γ亚基相对于其他亚基旋转。 28.线粒体靠什么驱动 ADP与Pi从细胞质进入线粒体内的? 质子动力
29.mtDNA突变主要影响什么系统? 神经、肌肉系统。