第90期--细胞凋亡因子与线粒体作用调节神经元代谢效率

Bcl-x_L通过与线粒体F₁F₀ ATP合成酶的相互作用调节神经元代谢的效率

图注：非损伤微测技术测定神经元氧气的图和不同基因表达的神经元氧气流速。

 

B细胞淋巴2（Bcl2）家族蛋白调节程序性细胞死亡，但是抗细胞程序性死亡蛋白如Bcl2和Bcl-x_L如何阻止细胞死亡的过程还不了解。Bcl-x_L促进线粒体和胞质之间代谢物的交换，也是成年大脑中主要的抗细胞程序性死亡的蛋白，Bcl-x_L过表达增加了突触的数量和大小。

为了研究Bcl-x_L的调节作用，耶鲁大学的科学家使用非损伤微测技术在“Nature Cell Biology”发表文章，发现过表达Bcl-x_L的神经元有更高的ATP水平，外源Bcl-x_L减少或者抑制ATP。尽管ATP水平增加，但是过表达神经元Bcl-x_L的耗氧降低，且Bcl-x_L消失后增加了氧气吸收的水平。证据表明Bcl-x_L与F₁F₀ ATP合成酶的β-subunit直接作用，减少了F₁F₀ ATP成酶复合体中的离子渗漏，因而增加了F₁F₀ ATP活动期间通过F₁F₀的H⁺转运。此外，重组Bcl-x_L蛋白直接增加了纯化的合成酶复合体ATPase活性的水平，并且外源的Bcl-x_L减少了F₁F₀酶活性的水平。发现表明在Bcl-x_L表达的神经元中增加线粒体的效率归功于增加了突触的效能。

本研究认为Bcl-x_L通过减少质子从F₁F₀ ATP酶的渗漏增加ATP合成酶的效率，因此促进了神经元的代谢。这里通过非损伤微测技术直接测定神经元的氧气流速，从而准确地认识了Bcl-x_L所引起的线粒体代谢效率的增加，为更多的代谢方面的研究提供了新手段。

 

关键词：Bcl-x_L，线粒体，神经元，F₁F₀ ATP合成酶，代谢，氧气

参考文献：Kambiz N. Alavian, et al. Nature Cell Biology, 2011, 13: 1224–1233.

 

PDF版及更多参考文献请点击这里