线粒体和叶绿体作为褪黑激素合成的原始位点：与褪黑激素在真核生物中的主要功能和进化相关的假说。
摘要来源：J Pineal Res。 2012 年 10 月 12 日。Epub 2012 年 10 月 12 日。PMID：23137057
摘要作者：Dun-Xian Tan、Lucien C Manchester、Xiaoyan Liu、Sergio A Rosales-Corral、Dario Acuna-Castroviejo、Russel J Reiter
文章隶属关系：部门德克萨斯大学细胞和结构生物学系，健康科学中心，圣安东尼奥，德克萨斯州，美国。
摘要：线粒体和叶绿体是生物体中自由基产生的主要来源。因此，这些细胞器需要强有力的保护，免受自由基和相关氧化应激的影响。褪黑激素是一种有效的自由基清除剂和抗氧化剂。它符合线粒体和叶绿体抗氧化剂的标准。有证据表明线粒体和叶绿体可能具有合成和代谢褪黑激素的能力。芳基烷基胺 N-乙酰转移酶 (AANAT) 是据报道的褪黑激素合成限速酶，已在线粒体中被发现，并且在该细胞器中也发现了高水平的褪黑激素。从进化的角度来看，线粒体的前体可能是紫色非硫细菌，特别是红色红螺菌，而叶绿体可能是蓝细菌的后代。这些细菌是宿主原真核生物的内共生体，并逐渐转化为细胞器，即线粒体和叶绿体，从而产生真核细胞。特别重要的是，紫色非硫细菌（R. rubrum）和蓝细菌都能合成褪黑激素。在这些原始物种中也检测到了褪黑激素合成所需的酶活性。这是我们的假设是，线粒体和叶绿体是内共生生物早期阶段褪黑素合成的原始场所；这种合成能力由上述细菌带入宿主真核生物中。此外，它们的褪黑激素生物合成能力在进化过程中得到了保留。在大多数（如果不是所有）细胞中，线粒体和叶绿体可能仍然是褪黑激素生成的主要场所。其他细胞区室中褪黑激素的产生可能源自线粒体和叶绿体。基于这一假设，还可以解释为什么植物通常比动物具有更高的褪黑激素水平。在植物中，叶绿体和线粒体都可能合成褪黑激素，而动物细胞仅含有线粒体。线粒体和叶绿体产生的高水平褪黑激素用于保护这些重要的细胞器免受氧化应激并保持其生理功能。这褪黑激素对线粒体和叶绿体的卓越有益作用已被频繁报道。