线粒体的研究简史和ATP合成酶的研究

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疑难问题:今天做到一道线粒体内膜上的ATP合成酶的研究试题,用到尿素处理蛋白质,不明白机理是什么,原来尿素起到的作用是一种蛋白质变性剂,相当于胰蛋白酶的处理。查找资料的过程中,又学习到了线粒体的研究简史和ATP合成酶研究的经典实验。摘录整理后如下,以便学习。
线粒体是真核细胞内一种重要和独特的细胞器。线粒体通过氧化磷酸化作用,进行能量转换,提供细胞进行各种生命活动所需要的能量。
一、线粒体的研究简史
1890年,德国生物学家Altmann 首先在光学显微镜下观察到动物细胞内存在着一种颗粒状的结构,称作生命小体(bioblast)。
1897年 Benda重复了以上实验,并将之命名为线粒体(mitochondrion,源于希腊字mito:线,chondrion:颗粒)。
1904年Meves在植物细胞中也发现了线粒体,从而确认线粒体是普遍存在于真核生物所有细胞中的一种重要细胞器。
1900年Michaelis用詹纳斯绿B(Janus green B)对线粒体进行活体染色,并证实了线粒体可进行氧化还原反应。
1912年Kingsbury第一个提出线粒体是细胞内氧化还原反应的场所。
1913年Engelhardt证明磷酸化和氧的消耗偶联在一起。
1943-1950年,Kennedy和Lehninger进一步证明,柠檬酸循环、氧化磷酸化和脂肪酸氧化均发生在线粒体内。其后,Lehninger 又发现氧化磷酸化需要电子传递。
1952-1953年,Palade和Sjostrand各自利用电镜技术观察到线粒体的精细结构。
1963-1964年又确定线粒体内有DNA存在。从而在分子水平上对线粒体的结构及其功能有了较全面而深入的认识。
二、经典实验—亚线粒体小泡的分离和重组实验
1968年E. Racker等人用超声波将线粒体破碎,获得线粒体内膜碎片自然卷成颗粒朝外的小膜泡。利用这膜泡证明了电子传递和磷酸化功能的结构系统。
1.用胰蛋白酶或尿素处理时,小泡外的颗粒可解离下来,这种小泡只能进行电子传递,而不能使ADP磷酸化生成ATP。
2.将颗粒重新装配到无颗粒的小泡上,则小泡又恢复了电子传递和磷酸化偶联的能力。
3.说明:线粒体呼吸链的各组分均存在于线粒体内膜中,而颗粒是氧化磷酸化的偶链因子,位于内膜的基质侧,它是基粒(ATP酶复合物)的组分之一。