从小组织和细胞培养样品中分离线粒体用于线粒体超复合物分析

超复合物 （SC） 是单个呼吸链复合物之间的超分子关联 ^1,2。自 Schägger ^2,3 组最初鉴定 SC 并描述其组成以来，后来被其他组证实，确定它们在不同的化学计量中含有呼吸复合物 I、III 和 IV（分别为 CI、CIII 和 CIV）。可以定义两个主要的 SC 群体，一种含有 CI（单独含有 CIII 或 CIII 和 CIV）且分子量非常高（MW，较小的 SC 从 ~1.5 MDa 开始：CI + CIII₂），另一种含有 CIII 和 CIV 但不含有 CIV，尺寸小得多（例如 CIII₂ + CIV，具有 ~680 kDa）。这些 SC 在线粒体内膜中与游离复合物共存，比例也不同。因此，虽然 CI 主要以相关形式存在（即在 SC 中：~80% 在牛心脏中，在许多人类细胞类型中超过 90%）³，但 CIV 的游离形式非常丰富（在牛心脏中超过 80%），而 CIII 显示出更平衡的分布（~40% 在其更丰富的游离形式中， 作为二聚体，在牛心中）。

虽然它们的存在现在被普遍接受，但它们的确切作用仍在争论^中 4,5,6,7,8,9,10。根据可塑性模型，根据细胞类型或代谢状态，可以存在不同比例的 SCs 和单个复合物 ^1,7,11。组装的这种动态性质将使细胞能够调节可用燃料的使用和氧化磷酸化 （OXPHOS） 系统的效率，以响应环境变化 ^4,5,7。SCs 还有助于控制活性氧的生成速率，并参与单个复合物的稳定和周转 4,12,13,14。已经描述了 SC 组装状态的改变与不同的生理和病理情况^15,16 以及衰老过程¹⁷ 有关。

因此，当葡萄糖被半乳糖⁴ 取代时，酵母中 SC 模式的变化已经在酵母中被描述为² 和培养的哺乳动物细胞中的变化。空腹后小鼠肝脏⁸ 和线粒体脂肪酸氧化被阻断时星形胶质细胞中也报道了修饰¹⁸。此外，在 Barth 综合征¹⁹、心力衰竭²⁰、几种代谢²¹ 和神经系统^22、23、24 疾病以及不同的肿瘤^{25、26、27、28} 中发现 SCs 和 OXPHOS 的减少或改变.在这些病理情况下，SC 组装和水平的这些改变是主要原因还是代表次要影响，仍在研究中^15,16。不同的方法可以提供有关 SC 的组装和功能的信息;这些包括活性测量 ^8,29、超微结构分析^30,31 和蛋白质组学^32,33。一种越来越多地被采用的有用替代方案是 Schägger 小组为此开发的蓝色天然 （BN） 电泳^34,35 的起点，这是前面提到的一些方法的起点。

这种方法需要可重现且高效的程序来获得和溶解线粒体膜，并且可以通过其他技术进行补充，例如凝胶内活性分析 （IGA）、二维电泳和蛋白质印迹 （WB）。BN 电泳对 SC 动力学的研究的一个限制可能是起始细胞或组织样品的数量。我们提出了一系列用于分析 SC 组装和功能的方案，这些方案改编自 Schägger 的小组方法，可应用于新鲜或冷冻的细胞或组织样品，起始剂量低至 20 mg 组织。