Fine Structure and Immunogoldlabeling of Crystalline Inclusion Bodies in Mitochondria

미토콘드리아내 결정함유물의 미세구조 및 면액황금표식법

The distribution of respiratory chain complexes in beef heart and human muscle mitochondria has been explored by immunoeledron microscopy with antibodies made against beef heart mltochondriai proteins in conjundion with protein A cofloidai gold (l2nm particles). The antibodies used were made against NADH-conezyme Q reductase(complex I), ubiquinol-cytochrome-c-oxldoreductase (complex III) and cytochrome-c-oxidase(complex IV). Labeling of bed heart tissue with any of these antihodies gave gold particles randomly distributed along the mitochondrial inner membrane. The labeling of muscle tIssue mitochondria from a patient with a mitochondrial myopathy localized by biochemical analysis to complex III was quantitated and compared with the labeling of human control muscle tissue mitochondria. Four kinds of morphological changes in the mitochondrial fine strudure in the myopathy patient tissue have been found; paracrystalline inclusions consistIng of densely packed multi- lamellar structures, globular crystalline inclusions with high electron density, multilamellar strudure inclusion body(compadly and irregularly arranged concentric whirl shaped cristae)and golbular cyrstalilne inclusions located in the center of the whirl shaped cristae. Compex I and cytochrome-c-oxldase antihodies reacted to the same level in the mitochondria containing the crystalline inclusions and control mitochondria. Antibodies to complex III reacted very poorly to the mitochondria containing the crystalline Inclusions but strongly to control mitchondria. The globular crystalline inclusions in the mitochondria are not reacted antibodies to respiratory chain complexes.

미토콘드리아가 포함하고있는 결정한유물의 미새구조와 면역황금표식법에 의한 분석을 위하여 우심근 세포의 미토콘드리아에서 전자전달체에 관여하는 효소를 분리하였다. 우심근 미토콘드리아에서 분리된 효소는 실험토끼에 주사하여 (복합체I,NADH-conezyme Q reductase; 복합체 III,Ubiquinol-cytochrome-c-oxldoreductase; 복합체 IV, Cytochrome-c-oxidase)들에 대한 면역항체를 얻었다. 이들 면역항체들은 우심근과 정상인의 골격근 미토콘드리아와 미토콘드리아에 결정함유물을 포함하는 mitochondrical myopathy환자의 골격근 미토콘드리아에 반응시켜 황금입자를 표식하고 전자현미경을 이용하여 이들 면역항체반응을 관찰하였다. 미토콘드리아가 포함하는 결정함유물의 미세구조에는 paracrystalline inclusions body와 multilamellar strudure inclusion body그리고 구형결정함유물(globular crystalline inclusions body) 및 윤형구조 (whirl shaped structure)의 크리스테 중심에 있는 구형결정함유물 등의 4종류로관찰되었다. 복합체 I,복합체 Iv의 효소에 대한 항체를 우심근과 정상인 골격근 그리고 mitochondrical myopathy환자의 골격근에 동일한 면역반응을 시켰을때 미토콘드리아 크리스테에 부착하는 황금입자의 표식 정도는 각각의 근조직에서 유사한 반응이 관찰되었다. 복합체 III의 효소에 대한 항체는 우심근과 정상인의 골격근에서는 유사한 반응이 나타났으나 mitochondrical myopathy환자의 골격근에서는 극히 소수의 황금입자가 관찰되었다. 구형결정함유물은 복합체 I,III,IV의 3종류의 효소에 대한 면역반응 결과 황금입자표식은 관찰되지 않았다. 따라서 mitochondrical myopathy환자의 미토콘드리아에는 복합에 III의 효소가 결핍되었으며 구형결정함유물은 전자전달체 효소들인 복합체 I,III,Iv 효소단백질과는 상관없는 물질로 생각된다.