粒線體基質

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粒線體基質是粒線體中由粒線體內膜包裹的內部空間，其中充滿無定形液體，含有參與三羧酸循環、脂肪酸氧化、胺基酸降解等生化反應的酶類。其中，蘋果酸脫氫酶是粒線體基質的標誌酶。粒線體基質中的某些酶系組成網狀結構，與粒線體內膜內側有一定的連接，利於上述酶促反應所形成的NADH轉移至內膜的電子傳遞鏈中。除各種可溶性酶外，粒線體基質還含有粒線體自身的DNA（即粒線體DNA）和核糖體（粒線體核糖體）。

粒線體基質中每1μL的水溶解了約1.25mg的蛋白質，而細胞質基質中每1μL的水溶解了約0.26mg蛋白質，所以粒線體體基質較細胞質基質黏稠。^[1]雖然已知粒線體內膜含有可調節水分子轉運的水通道蛋白，粒線體維持內膜兩側的滲透平衡的方式仍不明晰。

蛋白轉運機制

粒線體基質中的蛋白質可統稱為「粒線體基質蛋白質」，這些蛋白質除少數在粒線體基質中合成外，絕大多數由細胞質基質中的游離核糖體翻譯產生的，這些在粒線體外合成的蛋白轉運過程十分複雜：前體蛋白在游離核糖體上釋放後，在細胞質分子伴侶Hsp70輔助下解摺疊，然後通過蛋白質N端的轉運肽跟粒線體外膜上的受體蛋白識別，在受體上或受體附近的內外膜接觸點處利用三磷酸腺苷（adenosine-triphosphate，縮寫為「ATP」）水解產生的能量驅動前體蛋白進入轉運蛋白的運輸通道，然後由電化學梯度驅動穿過粒線體內膜、進入粒線體基質。在粒線體基質中，前體蛋白繼續由mHsp70繼續其解摺疊狀態，直至Hsp60對其進行正確摺疊。在摺疊後，轉運肽酶切除蛋白末端的轉運肽，粒線體基質蛋白質最終成熟，在粒線體基質中發揮作用。^[2]

參考文獻

粒線體蛋白質 外膜 脂肪酸降解（肉鹼棕櫚醯轉移酶I、長脂肪醯輔酶A合成酶） 色氨酸代謝（犬尿氨酸酶） 單胺類神經遞質代謝（單胺氧化酶） 膜間隙 腺苷酸激酶 - 肌酸激酶 內膜 氧化磷酸化（輔酶Q–細胞色素c還原酶、細胞色素c、NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶） 嘧啶代謝（二氫乳清酸脫氫酶） 粒線體穿梭（蘋果酸-天冬氨酸穿梭、甘油磷酸穿梭） 其他（谷氨酸天冬氨酸轉運體、甘油-3-磷酸脫氫酶、三磷酸腺苷合酶、肉鹼棕櫚醯轉移酶Ⅱ、解偶聯蛋白） 基質 三羧酸循環（檸檬酸合酶、順烏頭酸酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶複合體、琥珀醯輔酶A合成酶、延胡索酸酶、蘋果酸脫氫酶） 回補反應（天冬氨酸氨基轉移酶、谷氨酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶複合體） 尿素循環（氨甲醯磷酸合成酶I、鳥氨酸轉氨甲醯酶、N-乙醯谷氨酸合酶） 乙醇代謝（ALDH2） PMPCB 其他/待分類 類固醇生成（膽固醇側鏈裂解酶、類固醇11-β-羥化酶、醛固酮合成酶）、共濟蛋白 粒線體膜轉運蛋白（粒線體通透性轉換孔、粒線體載體） 粒線體DNA 複合體Ⅰ（MT-ND1、MT-ND2、MT-ND3、MT-ND4、MT-ND4L、MT-ND5、MT-ND6） - 複合體Ⅲ（MT-CYB） - 複合體Ⅳ（MT-CO1、MT-CO2、MT-CO3） 三磷酸腺苷合酶（MT-ATP6、MT-ATP8） tRNA（MT-TA、MT-TC、MT-TD、MT-TE、MT-TF、MT-TG、MT-TH、MT-TI、MT-TK、MT-TL1、MT-TL2、MT-TM、MT-TN、MT-TP、MT-TQ、MT-TR、MT-TS1、MT-TS2、MT-TT、MT-TV、MT-TW、MT-TY）

參考來源

• 維基百科-粒線體基質

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