Exposure of isolated intact mitochondria to near UV to visible light resulted in not only loss of respiration, the most well-documented phenomenon regarding phototoxic effects in the respiring organelles, but also lipid peroxidation of membranes and mitochondrial swelling; these turned out to be O$_2$-dependent and thus prevented by anaerobiosis, enhanced by a partial deuteration of the suspension medium, and suppressed by the presence of a singlet oxygen ($^1O_2$) scavenger. Measurements of the spectral dependence of such detrimental effects of light on mitochondrial structure and function revealed that all the resulting spectra bear a significant resemblance to the action spectrum for photogeneration of $^1O_2$ from mitochondrial membranes, which in turn carries the spectral characteristics of light absorption by mitochondrial Fe-S centers. Futhermore, destructing the Fe-S centers by a mercurial treatment of mitochondria brought about a striking reduction of the light-induced membrane peroxidation and swelling of mitochondria. These results are consistent with the suggestion that the impairment of functional, structural integrity of mitochondria caused by strong irradiation is directly related to the production of $^1O_2$ in mitochondria, photosensitized by the Fe-S centers. This paper also presents kinetic data which indicate that, among various membrane-bound protein systems associated with mitochondrial energy metabolism, the respiratory chain is the primary target for photodamage.
The topology of the enzyme has been investigated by biochemical studies including chemical labeling and cross linking. Thirteen subunits(polypeptides) of the cytochrome-c-oxidase have localistic characteristics of existing in the matrix side or cytoplasmic side in the mitochondria. In order to observe the distribution of the enzyme subunit on the mitochondria membrane, immunogold-labeling methods were employed. Antibody was obtained from the serum of immunized rabbit with enzyme subunit antigen which was obtained from cytochrome-c-oxidase of the beef heart muscle mitochondria. Beef heart muscle tissue as a tissue antigen was stained with immunized rabbit IgG and protein A gold complex. Electron microscopy has identified the existance of cytochrome-c-oxidase subunit $Mt_I,\;Mt_{II}\;and\;Mt_{III}$ on the membrane of cristae and outer chamber of mitochondria and the subunit $C_{IV}$ on the membrane of cristae and matrix of mitochondria. Particularly, the subunit $C_{IV}$ was also observed to exist in the sarcoplasm of muscle tissue.
Iron uptake in mitochondria and fractionated mitochondria compartments was studied to understand iron transport in heart mitochondria. The inner membrane is most active in iron uptake. Mitochondrial uptake was dependent on iron concentration and the amount of mitochondria. Iron transport was inversely proportional to pH in the range of 6.0 to 8.0. Iron transport reached a maximum after 30 min of incubation at $37^{\circ}C$. Iron uptake was inhibited by 1 mM ATP and stimulated by 1 mM ADP. The oxidative phosphorylation inhibitor oligomycin inhibited iron uptake, but rotenone and antimycin A did not. The divalent ions $Mg^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $Zn^{2+}$ suppressed iron uptake at $10\;{\mu}M$ and stimulated it at 1 mM. The divalent ion $Ca^{2+}$ stimulated iron uptake at $10\;{\mu}M$ and suppressed it at 1 mM, competing with iron. The uptake of calcium was stimulated by 10 to $1000\;{\mu}M$ ATP, while iron uptake was stimulated reciprocally by 10 to $1000\;{\mu}M$ ADP, suggesting that these ions have movements similar to those of ATP and ADP.
We have previously shown that 2,4,3',5'-tetramethoxystilbene (TMS), a trans-stilbene analogue, induces apoptosis in human cancer cells. However, the detailed mechanisms of mitochondria-dependent apoptosis induced by TMS are not fully understood. In the present study, the possible roles of annexin A5 in TMS-mediated apoptosis were investigated in MCF7 human breast cancer cells. Quantitative real-time PCR analysis and Western blot analysis showed that the expression of annexin A5 was strongly increased in TMS-treated cells. TMS caused a strong translocation of annexin A5 from cytosol into mitochondria. Confocal laser scanning microscopic analysis clearly showed that TMS induced translocation of annexin A5 into mitochondria. TMS increased the expression and oligomerization of voltage-dependent anion channel (VDAC) 1, which may promote mitochondria-dependent apoptosis through disruption of mitochondrial membrane potential. When cells were treated with TMS, the levels of Bax, and Bak as well as annexin A5 were strongly enhanced. Moreover, we found that the cytosolic release of apoptogenic factors such as cytochrome c, or apoptosis-inducing factor (AIF) in mitochondria was markedly increased. Annexin A5 depletion by siRNA led to decreased proapoptotic factors such as Bax, Bak, and annexin A5. Taken together, our results indicate that annexin A5 may play an important role in TMS-mediated mitochondrial apoptosis through the regulation of proapoptotic proteins and VDAC1 expression.
Many studies on the mechanism of the inotropic action of cardiac glycosides have shown the possible intimate relationship between the mobilization of intracellular calcium and inotropic effect. Evidence obtained from recent studies suggests that cardiac glycosides may increase the intracellular $Ca^{++}$ concentration through the release of this ion from cellular or intracellular membrane. It seemed imperative to study the effect of ouabain on the interaction between mitochondria and $Ca^{++}$, because mitochondria are known to have a rather powerful $Ca^{++}$ pump mechanism which may have an important role on the regulation of intracellular $Ca^{++}$ concentration. The present investigations was made into the effect of ouabain on $Ca^{++}$ untake of mitochondria in the presence of ATP and its dependence on $K^+$ and $Na^+$ in the medium. The results are summarized as follows: 1. The rate of rise in the turbidity of superprecipitation was solely influenced by ionic strength of the medium, not by the species of ion, i.e. $Na^+$ or $K^+$. The higher ionic strength suppressed and the lower enhanced the rate of superprecipitation respectively. 2. No effect of ouabain was found on the rate of superprecipitation. 3. Mitochondria depressed the rate of superpretipitation, and the depressed rate of superprecipitation by mitochondria was reversed by ouabain, and the degree of this reversal was almost identical in $Na^+$ and $K^+$ medium. 4. $Ca^{++}$ uptake of mitochondria was inhibited by ouabain in the presence of ATP and the degree of inhibition showed the dose-response manner in terms of concentration of ouabain. 5. In the absence of ATP, mitochondria took or the $Ca^{++}$ in initial period but released it later. Such uptake and release of $Ca^{++}$ was not influenced by ouabain. 6. It is suggested that intracellular calcium mobilization by ouabain through the action upon the mitochondria was due to inhibition on ATP-dependent $Ca^{++}$ uptake by this agent, not to the action upon so called binding.
To understand the structural changes of the myocardial myocytes and endothelial cells in ischemic and reperfused heart, and to elucidate their roles in those conditions, the authors observed cat and rat myocardium ultrastructurally and evaluated them with morphometric techniques. In cat, mild ischemia and moderate degree reperfusion injury was induced by ligation of the anterior interventricular branch of left coronary artery and reperfusion. In rat, severe ischemia and irreversible reperfusion iniury was made using in vitro Langendorff techniques. In normal cat myocytes, the volume densities of cytoplasm, myofibrils, mitochondria, sarcoplasmic reticulum and T tubules were $0.11{\pm}0.013,\;0.51{\pm}0.096,\;0.25{\pm}0.082,\;0.09{\pm}0.008,\;0.02{\pm}0.010$ (Mean${\pm}$S.D.) respectively, and the myofibril/mitochondria ratio was $2.33{\pm}1.379$. The numerical density and average volume of mitochondria were $0.76{\pm}0.210/{\mu}m^3$ and $0.33{\pm}0.057{\mu}m^3$ respectively. In normal cat endothelial cells, the volume densities of cytoplasm, cytoplasmic vesicles, tubular systems (including endoplasmic reticulum and Golgi apparatus) and mitochondria were $0.43{\pm}0.023,\;0.28{\pm}0.007,\;0.22{\pm}0.021,\;0.03{\pm}0.014$ respectively. The mean thickness of endothelial cells was $230{\pm}45.2{\mu}m$. The numerical density and average volume of cytoplasmic vesicles were $508{\pm}55.0/{\mu}m^3,\;578{\pm}104.8nm^3$ respectively. In cat myocytes which received mild ischemic injury, the volume densities of organelles were not changed significantly in ischemic and reperfusion states. In reperfusion group myocytes, the numerical density of mitochondria was decreased significantly and the average volume was increased significantly. In endothelial cells, the volume density of tubular system in ischemic group and the average volume of cytoplasmic vesicles in reperfusion group were increased significantly. In rat myocytes which received severe ischemic injury, the volume density and average volume of mitochondria were increased significantly, and the volume density of sarcoplasmic reticulum and numerical density of mitochondria were decreased significantly in both ischemic and reperfusion groups. In ischemic and reperfused endothelial cells, the volume density and numerical density of cytoplasmic vesicles, the volume density of cytoplasm were decreased significantly. The volume densities of tubular system were increased significantly in both ischemic and reperfused groups. The volume density of mitochondria in ischemic group and the average volume of cytoplasmic vesicles in reperfusion group showed significant increase. The authors, based on the above observations, conclude that the mitochondria of myocytes and the cytoplasmic vesicles of endothelia are the first group of targets in ischemic and reperfusion injury and in this respect, the degree of ischemic insult is not significant. The role of myocyte mitochondria in reperfusion injury may be insignificant, but endothelial cells may contribute actively to reperfusion injury.
The Bcl-2 family of proteins interacts at the mitochondria to regulate apoptosis. However, the anti-apoptotic Bcl-2 and $Bcl-X_L$ are not completely localized to the mitochondria. In an attempt to generate Bcl-2 and $Bcl-X_L$ chimeras that are constitutively localized to the mitochondria, we substituted their C-terminal transmembrane tail or both the C-terminal transmembrane tail and the adjacent loop with the equivalent regions from Bak or Bax mutant (BaxS184V) as these regions determine the mitochondrial localization of Bak and Bax. The effects of these substitutions on subcellular localization and their activities were assessed following expression in HeLa and CHO K1 cells. The substitution of the C-terminal tail or the C-terminal tail and the adjacent loop of Bcl-2 with the equivalent regions from Bak or the Bax mutant resulted in its association with the mitochondria. This change in subcellular localization of Bcl-2 chimeras triggered cells to undergo apoptotic-like cell death. The localization of this Bcl-2 chimera to the mitochondria may be associated with the disruption of mitochondrial membrane potential. Unlike Bcl-2, the loop structure adjacent to the C-terminal tail in $Bcl-X_L$ is crucial for its localization. To localize the $Bcl-X_L$ chimeras to the mitochondria, the loop structure next to the C-terminal tail in $Bcl-X_L$ protein must remain intact and cannot be substituted by the loop from Bax or Bak. The chimeric $Bcl-X_L$ with both its C-terminal tail and the loop structure replaced by the equivalent regions of Bak or Bax mutant localized throughout the entire cytosol. The $Bcl-X_L$ chimeras that are targeted to the mitochondria and the wild type $Bcl-X_L$ provided same protection against cell death under several death inducing conditions.
논우렁이(Cipangopaludina chinensis malleata (Reeve))의 精蟲形成 過程은 核과 細胞質의 變化로부터 시작한다. 核內의 染色質은 stacking 되기 시작하였으며 細胞質에서는 mitochondria의 모임과 軸絲의 出現이 되었다. 그런後에 細胞質은 突出되기 시작하였고, 核은 突部分으로 移動되었다. 精蟲形成過程中에 全 細胞質에서 나타나는 電子密度가 높은 物質들은 分解되거나 細胞間隙으로 exocytosis 되었다. 특히, mitochondria가 軸絲사이에 存在하며, 차츰 頭部쪽으로 移動되어지기 시작하였다. 그리고 exocytosis後에 電子密度가 높은 物質이 軸絲를 둘러싸기 시작했다. 이들 物質이 release되어 顆粒狀態로 微細小管이나 axonemal doublet 微細小管들을 通해서 각 部位로 移動되어졌다. 이러한 顆粒들은 glycogen을 함유하고 있으며 尾部의 바깥층을 이루고 있었다. 終局에 가서는 凝縮된 核은 螺旋形으로 變化하며 頸部는 cylinderical shape로 되고 中片의 mitochondria가 規則的인 lamellar屬으로 變化하여 완전히 成熟된 精蟲으로 되었다. 그러므로, 이러한 現象은 精蟲形成 過程의 特異한 過程을 나타낸다. 頭部의 染色質의 濃縮, 頭部의 螺旋狀 形態로 變化하는 것과 細胞性 物質이 mitochondria와 微細小管에 의하여 尾部의 각 部分으로 移動과 轉移되는 것이다.
전기자극이 흰쥐의 정상근에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여 좌골신경의 표적근인 가자미근을 이용하여 조직계측학적, 조직화학, 전자현미경적 관찰을 하였다. 정상적으로 활동하는 흰쥐의 골격근을 매일 전기자극한 결과 전기자극군은 자극을 시작한 후 2주까지는 근섬유의 굵기와 무게가 증가하고 그 이후로는 큰 변화가 없었다. 특히 근섬유의 종류별로는 적색섬유(red muscle fiber)의 채적밀도가 증가하였고 백색섬유(white muscle fiber)는 줄어드는 양상을 보였다. 조직화학적 검사 결과 전기자극군은 근섬유가 다소비대(hypertrophy)해지고 내근주막과 외근주막 사이가 좁아져 있었다. 정상근에서는 당원이 근섬유의 뚜렷한 구별없이 양성반응을 보였으나 실험군은 특정 근섬유에만 반응이 나타났었다. 또한 NADH-TR반응 결과 전기자극군은 적색섬유가 유의하게 증가하여 생체계측학적 결과와 일치하였고 미세구조적 관찰 결과 정상근의 적색섬유는 근섬유와 평행으로 mitochondria가 형성되어 있었고 백색섬유에서는 근절부위에서 관찰되었다. 그러나 전기자극군에서는 적색섬유는 근초부위에 mitochondria가 많이 관찰되고 백색섬유도 근절부위에 작은 mitochondria의 수가 증가되는 것을 관찰할 수 있었다.
원핵과 진핵생물에 공통 보존적인 OG (Orthologous Group of proteins)를 미토콘드리아 관련 OG와 비관련 OG로 나누어 분석하였다. 62개의 원핵-진핵생물 공통적 COG (Clusters of OG)중 20개가 미토콘드리아 관련 OG였고 이들은 모두 번역관련 OG로 생명현상에서의 단백질의 중요성을 확인할 수 있었다. 세포내 절대기생체인 뇌회백염원충은 비교대상 다른 생물들 모두에 공통적인 미토콘드리아 관련 OG가 전혀 없었다. 뇌회백염원충을 제외한 6개 진핵생물과 원핵생물 63종에 모두 보존적인 미토콘드리아 관련 OG는 17개였다. Phylogenetic tree의 distance 분석을 수행하니 보존적 OG가 원핵생물에서 미토콘드리아 관련 OG와 비관련 OG 등 각각 2개의 그룹으로 나누어 졌고(p<0.001, paired t-test) 진핵생물은 그렇지 않았다(p>0.05, paired t-test). 보존성이 가장 높은 ortholog는 미토콘드리아 관련 OG에서는 COG0048-KOG1750 (ribosomal small subunit S12)이었고, 미토콘드리아 비관련 OG에서는 COG0100-KOG0407 (ribosomal small subunit S11)이었다. 본 연구결과는 진화관계 등의 기초학문적 연구와 치료제 개발 등의 자료가 될 수 있을 것이다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.