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活性氧(ROS)在干细胞稳态调控中的双刃剑效应2025-06-04 08:45:03

ROS被认为在调节干细胞稳态中发挥关键作用,低水平的ROS被认为是干细胞维持干性和自我更新的一个重要条件,适度增加ROS可以促进细胞增殖和分化,而过量的ROS则可能对脂质、蛋白质和DNA造成氧化损伤。因此,ETC除了在能量生成中扮演重要角色,也通过ROS间接调控了干细胞的命运。组织和胚胎干细胞可能通过降低氧化代谢减少ROS造成的损伤积累,这是干细胞特有适应性机制。与分化细胞相比,干细胞对特定细胞质功能的依赖性较低,因此具有高的核质体积比,从而导致线粒体含量较低。在这篇综述中,我们重点讨论ETC的组成部分,包括每个复合体的结构和电子传递过程,深入探讨ETC产生ROS并调控多种干细胞类型的机制,随后探索上述机制与疾病联系以及临床应用。

ETC嵌在线粒体的内膜上,由线粒体嵴中的跨膜蛋白复合物(I–IV)、流动的电子传递体辅酶Q和细胞色素c组成连续的反应系统,它们与F1F0 ATP合酶(即复合体V)一起构成了氧化磷酸化过程中ATP生产的基础。为了更好地理解电子传输如何通过ETC产生ATP的整个过程,有必要了解各个复合体的超微结构和功能。线粒体复合体I也称为NADH-CoQ氧化还原酶,是ETC中最大的多亚基酶复合体,由45个亚基组成。

X射线晶体学研究表明,真核生物MCI呈L形,包含两个保守结构域:嵌入内膜的膜臂区和突入基质的基质臂。这两个保守结构域主要由14个核心亚基组成,它们构成了维持其催化活性的最小结构的催化核心,并具有所有的氧化还原和质子动力活性。其中膜臂包含七个由线粒体基因组编码的疏水性亚基(ND1-6和ND4L),基质臂包含七个核心亚基(NDUFS1、NDUFS2、NDUFS3、NDUFS7、NDUFS8、NDUFV1和NDUFV2)。
 
出自《线粒体电子传递链通过活性氧分子调控干细胞命运的机制及应用》 作者:孙玲,陈菲