細胞死亡、應激與衰老

細胞色素c釋放

/ SY-toh-krohm see ree-LEES /

在每個細胞內部,粒線體通常是密封的能量工廠,裡面有一名「工人」——一種叫做細胞色素c的小蛋白,在產能過程中負責傳遞電子。現在想像這名工人突然逃出工廠,跑到敞開的車間地面上。在細胞裡,這場逃逸就是死亡的警鐘。細胞色素c釋放——也就是這種蛋白從粒線體漏入細胞質——是內源性凋亡途徑中那個不可回頭的臨界點。

細胞色素c通常居住在粒線體兩層膜之間的狹窄空間裡,它的日常工作是沿著電子傳遞鏈運送電子。在內源性凋亡過程中,促死亡蛋白(Bax和Bak)會在粒線體外膜上打出大孔。細胞色素c便從這些孔洞湧入細胞質,在那裡它擔起一個完全不同的、致命的功能:它結合一種叫Apaf-1的蛋白,促使多個Apaf-1分子組裝成輪狀的凋亡小體。凋亡小體招募並激活起始酶caspase-9,後者隨即引爆執行半胱天冬酶。於是,那個原本幫助產能的同一分子,換了個位置,就變成了殺死細胞的扳機。

細胞色素c釋放被廣泛視為一個「承諾步驟」:一旦足夠多的粒線體傾倒出它們的細胞色素c,即使原先的壓力消失了,細胞實際上也已在劫難逃,因為受損的粒線體再也無法產能,而半胱天冬酶級聯已被點燃。這種雙重身份是生物學中令人驚嘆的節儉之一——一種運送電子的蛋白兼職充當處決的扳機。它也解釋了為什麼粒線體處於「一個受壓細胞究竟該生還是該死」這一決定的核心。

一個被剝奪了存活訊號的細胞,讓它的促死亡蛋白佔了上風。Bax在粒線體表面組裝成孔;幾分鐘內,細胞色素c便湧入細胞質。Apaf-1圍繞著它扣合成凋亡小體,caspase-9被激活,細胞便踏上了凋亡之路——這一切都源於一種蛋白跑錯了房間。

細胞色素c離開粒線體,是內源性途徑不可回頭的臨界點。

細胞色素c之所以致命,純粹是因為它最終去了哪裡。在粒線體內部,它是能量代謝中無害且不可或缺的一部分;只有當它洩入細胞質,才變成凋亡的觸發因素。

又稱
mitochondrial cytochrome c release细胞色素c外漏