细胞色素c释放
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在每个细胞内部,线粒体通常是密封的能量工厂,里面有一名“工人”——一种叫做细胞色素c的小蛋白,在产能过程中负责传递电子。现在想象这名工人突然逃出工厂,跑到敞开的车间地面上。在细胞里,这场逃逸就是死亡的警钟。细胞色素c释放——也就是这种蛋白从线粒体漏入细胞质——是内源性凋亡途径中那个不可回头的临界点。
细胞色素c通常居住在线粒体两层膜之间的狭窄空间里,它的日常工作是沿着电子传递链运送电子。在内源性凋亡过程中,促死亡蛋白(Bax和Bak)会在线粒体外膜上打出大孔。细胞色素c便从这些孔洞涌入细胞质,在那里它担起一个完全不同的、致命的功能:它结合一种叫Apaf-1的蛋白,促使多个Apaf-1分子组装成轮状的凋亡小体。凋亡小体招募并激活起始酶caspase-9,后者随即引爆执行半胱天冬酶。于是,那个原本帮助产能的同一分子,换了个位置,就变成了杀死细胞的扳机。
细胞色素c释放被广泛视为一个“承诺步骤”:一旦足够多的线粒体倾倒出它们的细胞色素c,即使原先的压力消失了,细胞实际上也已在劫难逃,因为受损的线粒体再也无法产能,而半胱天冬酶级联已被点燃。这种双重身份是生物学中令人惊叹的节俭之一——一种运送电子的蛋白兼职充当处决的扳机。它也解释了为什么线粒体处于“一个受压细胞究竟该生还是该死”这一决定的核心。
一个被剥夺了存活信号的细胞,让它的促死亡蛋白占了上风。Bax在线粒体表面组装成孔;几分钟内,细胞色素c便涌入细胞质。Apaf-1围绕着它扣合成凋亡小体,caspase-9被激活,细胞便踏上了凋亡之路——这一切都源于一种蛋白跑错了房间。
细胞色素c离开线粒体,是内源性途径不可回头的临界点。
细胞色素c之所以致命,纯粹是因为它最终去了哪里。在线粒体内部,它是能量代谢中无害且不可或缺的一部分;只有当它泄入细胞质,才变成凋亡的触发因素。