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細胞器是細胞質(zhì)中具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的微器官，也稱為擬器官或亞結(jié)構(gòu)。其中質(zhì)體與液泡在光鏡下即可分辨，其他細胞器一般需借助電子顯微鏡方可觀察。細胞器（organelle）一般認為是散布在細胞質(zhì)內(nèi)具有一定形態(tài)和功能的微結(jié)構(gòu)或微器官。

細胞中的細胞器主要有：線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、中心體、葉綠體，高爾基體、核糖體等。它們組成了細胞的基本結(jié)構(gòu)，使細胞能正常的工作，運轉(zhuǎn)。

線粒體是細胞能量代謝的“加工廠”，為真核生物必備細胞器。除了溶組織內(nèi)阿米巴、籃氏賈第鞭毛蟲以及幾種微孢子蟲外，大多數(shù)真核細胞或多或少都擁有線粒體，但它們各自擁有的線粒體在大小、數(shù)量及外觀等方面上都有所不同。

線粒體具有自己的基因組，相比于高爾基體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，溶酶體以及核糖體等其他細胞器具有較高的獨立性，其中線粒體基因組編碼的蛋白只有13種（線粒體蛋白有1000多種），其余線粒體功能蛋白由核基因組編碼，并由細胞質(zhì)內(nèi)的核糖體以前體形式合成。合成好的前體蛋白由“外膜的轉(zhuǎn)位酶”TOM復(fù)合體負責(zé)準確導(dǎo)入線粒體并分選定位，維持線粒體結(jié)構(gòu)完整和功能發(fā)生。

作為線粒體研究的常用標志物總結(jié)如下：

1.線粒體輸入受體TOM20

TOM20 (KIAA0016)屬于Tom家族。Tom20 定位于線粒體外膜，并以前導(dǎo)序列啟動前體蛋白識別，以幫助蛋白跨線粒體外膜導(dǎo)入線粒體。在一個連續(xù)的過程中，Tom20 先識別前導(dǎo)序列，然后將前導(dǎo)序列連接到 Tom40 蛋白復(fù)合體，以便有效地導(dǎo)入蛋白。

2.細胞色素C氧化酶（COX）

是線粒體內(nèi)膜上的蛋白復(fù)合體。它參與ATP合成過程中所必須的質(zhì)子轉(zhuǎn)運及將氧氣催化為水。大多數(shù)COX亞基都可以作為很好的線粒體標記物。

3.凋亡誘導(dǎo)因子（AIF、PDCD8）

是膜間腔中分子量為67 kDa的蛋白且表達廣泛。在線粒體中，AIF作為一種氧化還原酶具有抗凋亡活性。然而在凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中AIF被釋放到胞質(zhì)中并轉(zhuǎn)運至細胞核引起核凋亡。

4.己糖激酶

線粒體外膜上催化醣酵解第一個步驟的100 kDa激酶。己糖激酶使己糖（一種六碳糖）磷酸化，形成磷酸己糖（例如葡萄糖變?yōu)槠咸烟?6-磷酸）。

5.氨甲酰磷酸合成酶I（CPS1）

分子量為163 kDa，是參與尿素循環(huán)并從細胞中去除多余氨的酶的線粒體同工酶。CPS1是肝臟和腎臟線粒體的標記物。

6.VDAC1

線粒體外膜蛋白孔蛋白1是己糖激酶和BCL2L1的線粒體外膜受體。

7.ATP合成酶（ATP5A, ATPB）

氫離子轉(zhuǎn)運ATP酶線粒體F1復(fù)合體α鏈和被她鏈,在線粒體膜上存在由呼吸鏈的電子傳遞復(fù)合體產(chǎn)生的質(zhì)子梯度的情況下從ADP產(chǎn)生ATP。

8.熱休克蛋白（HSP60）

熱休克蛋白60（heat shock protein60，HSP60）是由核基因組編碼的線粒體分子伴侶蛋白，對于線粒體內(nèi)蛋白的轉(zhuǎn)運、折疊具有重要作用，是線粒體的一個重要標志物究。研究發(fā)現(xiàn)，HSP60失活會影響線粒體的關(guān)鍵功能，降低細胞的呼吸能力和ATP水平。

9.Mitofilin

一種線粒體內(nèi)膜蛋白，與多種線粒體蛋白相互作用，共同參與線粒體內(nèi)膜嵴形態(tài)維持、線粒體內(nèi)蛋白的轉(zhuǎn)運過程等。最近研究表明，在多種疾病種Mitofilin都異常表達，從而導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)的完整性和功能的障礙，促進了疾病的發(fā)生。

10.mtTFA

線粒體轉(zhuǎn)錄因子A是線粒體DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的關(guān)鍵因子，和基因通過調(diào)節(jié)mtTFA而調(diào)控線粒體功能，啟動線粒體內(nèi)氧化磷酸化過程相關(guān)因子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。

11.Prohibitin（PHB）

腫瘤和代謝性疾病治療的新靶標。PHB不僅是一類新型的分子伴侶蛋白，而且參與細胞周期，維持線粒體結(jié)構(gòu)和功能，具有抗細胞凋亡、衰老和增殖的作用。