Mitochondrial activation directly triggers the exocytosis of insulin in permeabilized pancreatic β‐cells
Mitochondrial activation directly triggers the exocytosis of insulin in permeabilized pancreatic β‐cells
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线粒体激活直接触发透化胰腺 β 细胞中胰岛素的胞吐作用
作者：
P. Maechler;E. Kennedy;T. Pozzan;C. Wollheim
在胰腺 β 细胞中，葡萄糖代谢刺激胰岛素分泌，导致细胞质 Ca2+ ([Ca2+]c) 膜电位依赖性升高。该级联涉及线粒体膜电位 (Δψm) 超极化和线粒体 Ca2+ ([Ca2+]m) 升高，从而激活 Ca2+ 敏感的 NADH 生成脱氢酶。代谢-分泌耦合需要除 [Ca2+]c 之外的未识别信号，这些信号可能由线粒体通过 [Ca2+]m 的增加产生。为了测试这一范例，我们建立了一种 α-毒素透化细胞制剂，允许在饱和 [ATP] (10 mM) 和钳位 [Ca2+]c 处于亚刺激水平 (500 nM) 的条件下同时监测 [Ca2+] 与线粒体靶向水母发光蛋白和胰岛素分泌。三羧酸 (TCA) 循环中间体琥珀酸超极化 Δψm，将 [Ca2+]m 提高至 1.5 μM，并刺激胰岛素分泌 20 倍，而不改变 [Ca2+]c。阻断单向转运蛋白介导的 Ca2+ 流入线粒体可消除分泌反应。此外，甘油磷酸盐通过超极化 Δψm 来升高 [Ca2+]m，而不向 TCA 循环提供碳，无法刺激胞吐作用。仅当与甘油磷酸盐结合时，柠檬酸盐激活 TCA 循环才会引起分泌。因此，在允许的 [Ca2+]c 下线粒体驱动的胰岛素分泌需要 TCA 循环的底物和 [Ca2+]m 的增加。因此，线粒体代谢产生不同于 Ca2+ 和 ATP 的因子，能够诱导胰岛素胞吐作用
In the pancreatic β‐cell, insulin secretion is stimulated by glucose metabolism resulting in membrane potential‐dependent elevation of cytosolic Ca2+ ([Ca2+]c). This cascade involves the mitochondrial membrane potential (Δψm) hyperpolarization and elevation of mitochondrial Ca2+ ([Ca2+]m) which activates the Ca2+‐sensitive NADH‐generating dehydrogenases. Metabolism‐secretion coupling requires unidentified signals, other than [Ca2+]c, possibly generated by the mitochondria through the rise in [Ca2+]m. To test this paradigm, we have established an α‐toxin permeabilized cell preparation permitting the simultaneous monitoring of [Ca2+] with mitochondrially targeted aequorin and insulin secretion under conditions of saturating [ATP] (10 mM) and of clamped [Ca2+]c at substimulatory levels (500 nM). The tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediate succinate hyperpolarized Δψm, raised [Ca2+]m up to 1.5 μM and stimulated insulin secretion 20‐fold, without changing [Ca2+]c. Blockade of the uniporter‐mediated Ca2+ influx into the mitochondria abolished the secretory response. Moreover, glycerophosphate, which raises [Ca2+]m by hyperpolarizing Δψm without supplying carbons to the TCA cycle, failed to stimulate exocytosis. Activation of the TCA cycle with citrate evoked secretion only when combined with glycerophosphate. Thus, mitochondrially driven insulin secretion at permissive [Ca2+]c requires both a substrate for the TCA cycle and a rise in [Ca2+]m. Therefore, mitochondrial metabolism generates factors distinct from Ca2+ and ATP capable of inducing insulin exocytosis
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影响因子：
4.1
作者：
Nilsson, T;Schultz, V;Tornheim, K
通讯作者：
Tornheim, K
重新研究了线粒体磷酸甘油脱氢酶的钙激活。
DOI：
10.1006/abbi.1996.0049
发表时间：
1996
期刊：
Archives of biochemistry and biophysics.
影响因子：
--
作者：
MacDonald,MJ;Brown,LJ
通讯作者：
Brown,LJ
影响因子：
4.8
作者：
M. Asfari;D. Janjic;P. Meda;Guodong Li;P. Halban;C. Wollheim
通讯作者：
M. Asfari;D. Janjic;P. Meda;Guodong Li;P. Halban;C. Wollheim
线粒体 Na()-Ca2 交换器在离体心脏线粒体氧化磷酸化调节中的作用。
DOI：
--
发表时间：
1993
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
Cox,DA;Matlib,MA
通讯作者：
Matlib,MA