線粒體基質-內膜和嵴包圍著的線粒體內部空間，含有很多“蛋白質”和脂類，催化三羧酸循環中脂肪酸和丙酮酸氧化的酶類，也都存在于基質中。線粒體有內外兩層膜，內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成嵴，嵴的周圍充滿了液態的基質----這些基質就是線粒體基質，其中含有許多有氧呼吸有關的酶。是有氧呼吸的主要場所。
介紹
線粒體是真核生物具有的用于有氧呼吸的細胞器。線粒體基質是線粒體中由線粒體內膜包裹的內部空間，其中含有參與三羧酸循環、脂肪酸氧化、氨基酸降解等生化反應的酶等眾多蛋白質，所以較細胞質基質黏稠。蘋果酸脫氫酶是線粒體基質的標志酶。線粒體基質中一般還含有線粒體自身的脫氧核糖核酸(即線粒體DNA)、核糖核酸和核糖體(即線粒體核糖體)。線粒體基質中的某些酶系組成網狀結構，與線粒體內膜內側有一定的連接，利于上述酶促反應所形成的NADH轉移至內膜的電子傳遞鏈中。線粒體基質中每1μL的水溶解了約1.25mg的蛋白質，而細胞質基質中每1μL的水溶解了約0.26mg蛋白質，顯示線粒體基質較細胞質基質黏稠。雖然已知線粒體內膜含有可調節水分子轉運的水通道蛋白，線粒體維持內膜兩側的滲透平衡的方式仍不明晰。
主要功能
除各種酶之外，線粒體基質中還有核糖體和少量脫氧核糖核酸分子。也就是說，線粒體含有自己的遺傳物質，且具有能夠加工其自身DNA和蛋白的工具。細胞染色體之外的DNA編碼幾種線粒體的肽（人有13種），包括線粒體內膜中的蛋白，而更多的蛋白是由細胞核中的基因編碼的。雖然線粒體的首要功能是分解有機化合物，產生能量（以生成atp的形式），但線粒體在其他代謝反應里還起到很大的作用。如：細胞凋亡，谷氨酸受體介導的興奮毒效應，細胞增殖，細胞氧化還原狀態調節，原血紅素合成，膽固醇合成，產生熱量（使生物保持溫暖）。某些特定的細胞線粒體有特定的功能，例如肝細胞的線粒體含有處理氨的酶，可以處理這種蛋白質代謝后帶有毒性的物質。如果某些與線粒體功能有關的基因突變，會導致各種不同的線粒體病。
蛋白轉運機制
線粒體基質中的蛋白質可統稱為“粒線體基質蛋白質”，這些蛋白質除少數在粒線體基質中合成外，絕大多數由細胞質基質中的游離核糖體轉譯產生的。這些在線粒體外合成的蛋白轉運過程十分復雜：前體蛋白在游離核糖體上釋放后，在細胞質分子伴侶Hsp70輔助下解折疊，然后通過蛋白質N端的轉運肽跟粒線體外膜上的受體蛋白識別，在受體上或受體附近的內外膜接觸點處利用atp水解產生的能量驅動前體蛋白進入轉運蛋白的運輸通道，然后由電化學梯度驅動穿過粒線體內膜、進入線粒體基質。在線粒體基質中，前體蛋白繼續由mHsp70繼續其解折疊狀態，直至Hsp60對其進行正確折疊。在折疊后，轉運肽酶切除蛋白末端的轉運肽，線粒體基質蛋白質最終成熟，在線粒體基質中發揮作用。
參考資料 >