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'''线粒体外膜'''（，缩写为“OMM”）是位于是位于[[线粒体]]最外围的一层全封闭的[[单位膜]]，是该[[细胞器]]的界膜。线粒体外膜厚度约为6-7[[纳米|nm]]，较线粒体内膜平整光滑。线粒体外膜中[[磷脂]]与[[蛋白质]]各自的总质量几乎相等，两者比例约为0.9:1（其中[[心磷脂]]与磷脂的质量比约为0.03:0.97），与[[真核细胞]][[细胞膜]]的同一比例相近。线粒体外膜中的标志酶是[[单胺氧化酶]]，这种酶能阻止胺[[神经递质]]（如[[降肾上腺素]]和[[多巴胺]]）的作用。

线粒体外膜不仅参与膜中磷脂的合成——因为它还包含参与诸如[[脂肪酸]]链延伸、[[肾上腺素]]氧化以及[[色氨酸]]生物降解等[[生化反应]]的[[酶|酶类]]，线粒体外膜也能同时对那些将在线粒体基质中进行彻底氧化的物质先行初步分解。有研究发现，线粒体外膜中的分选和组装机器（sorting and assembly machinery，缩写为“SAM”）在外[[膜蛋白质]]的整合与组装中扮演了不可或缺的角色。<ref> </ref>

线粒体外膜中含有众多称为“孔[[蛋白]]”的[[整合蛋白]]，这些蛋白质拥有相对较大的内部通道（宽约2-3nm），这使线粒体外膜对[[分子量]]小于5000[[原子量单位|Da]]的[[分子]]完全通透。[[三磷酸腺苷]]（adenosine triphosphate，简称“[[ATP]]”）、[[烟酰胺腺嘌呤二核苷酸]]（nicotinamide adenine dinucleotide，简称“NAD”）、[[辅酶A]]（coenzyme A，简称“[[CoA]]”）等分子的分子量都小于1000Da，所以这些分子都能自由进出线粒体外膜。分子量大于上述限制的分子则需通过线粒体[[膜转运蛋白]]的[[主动运输]]来进出线粒体。[[细胞凋亡]]过程中，线粒体外膜对[[细胞色素c|细胞色素''c'']]等多种存在于线粒体膜间间隙中的蛋白质的通透性增加。<ref> </ref>由于线粒体外膜的通透性非常高，所以线粒体膜间间隙的环境与等多种存在于线粒体膜间间隙中的蛋白质的通透性增加。由于线粒体外膜的通透性非常高，所以线粒体膜间间隙的环境与[[细胞质基质]]的十分接近。