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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。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。