细胞生物学全套资料--第五节溶酶体与过氧化物酶体资料.doc

第五节 溶酶体与过氧化物酶体 一、溶酶体的结构 * 1955年de Duve与Novikoff，首次发现溶酶体（lysosome） * 它是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡 其主要功能是进行细胞内消化 * 具有异质性，形态、大小及其内含的水解酶种类 都可能有很大的不同，标志酶为酸性磷酸酶。 * 根据完成其生理功能的不同阶段， 可分为：初级溶酶体（primary lysosome） 次级溶酶体（secondary lysosome） 残体（residual body）。 1、初级溶酶体 * 直径约0.2~0.5um 膜厚7.5nm 内含物均一，无明显颗粒 是高尔基体分泌形成的（图6-27） * 含有多种水解酶，但没有活性 只有当溶酶体破裂 or 其它物质进入，才有酶活性 * 其水解酶包括： 蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶、磷脂酶类，已知60余种， 均属于酸性水解酶，反应的最适pH值为5左右 * 溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同 主要区别是： ①膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其pH值降低 ②膜蛋白高度糖基化，可能利于防止自身膜蛋白降解 图6-27 初级溶酶体 引自 HYPERLINK http://www.uni-mainz.de/ http://www.uni-mainz.de/ 2、次级溶酶体 * 都是消化泡（图6-28） 正在进行or 完成消化作用的溶酶体 内含水解酶和相应的底物 * 分为 异噬溶酶体，消化的物质来自外源 自噬溶酶体 消化的物质，是细胞本身的各种组分 图6-28 次级溶酶体 引自 HYPERLINK http://www.uni-mainz.de/ http://www.uni-mainz.de/ 3、残体 * 又称后溶酶体 已失去酶活性，仅留未消化的残渣故名 * 残体可通过外排作用，排出细胞 也可能留在细胞内，逐年增多 如，肝细胞中的脂褐质（图6-29） 图6-29 肝细胞中的脂褐质 引自《细胞生物学超微结构图谱》1989 二、溶酶体的功能 溶酶体的主要作用： * 消化作用，是细胞内的消化器官 * 细胞自溶、防御 ＆ 对某些物质的利用 均与溶酶体的消化作用有关 1、细胞内消化 对高等动物而言 细胞的营养物质，主要来源于血液中的小分子物质 而一些大分子物质，通过内吞作用进入细胞 如，内吞低密度脂蛋白，获得胆固醇（溶酶体中） 对一些单细胞真核生物，溶酶体的消化作用更为重要 2、细胞凋亡 个体发生过程中 往往涉及组织 or 器官的改造 or 重建 如，昆虫、蛙类的变态发育等等 此过程是在基因控制下实现的，称为程序性细胞死亡 注定要消除的细胞 以出芽的形式，形成凋亡小体 被巨噬细胞吞噬并消化 3、自体吞噬 清除细胞中无用的生物大分子，衰老的细胞器等 如，许多生物大分子的半衰期，只有几小时至几天 肝细胞中线粒体的平均寿命约10天左右。 4、防御作用 如，巨噬细胞可吞入病原体 在溶酶体中将病原体杀死 ＆ 降解 5、参与分泌过程的调节 如，将甲状腺球蛋白，降解成有活性的甲状腺素 6、形成精子的顶体 顶体相当于一个化学钻 可溶穿卵子的皮层，使精子进入卵子 三、溶酶体的发生 初级溶酶体 是在高尔基体的trans面，以出芽的形式形成的 其形成过程如下： * 内质网上核糖体，合成溶酶体蛋白 进入内质网腔，进行N-连接的糖基化修饰 * 进入高尔基体cis面膜囊 N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶 识别溶酶体蛋白的信号斑 将N-乙酰葡萄糖胺磷酸 转移在1~2个甘露糖（M）残基上 在中间膜囊，切去N-乙酰葡萄糖胺 形成溶酶体蛋白M6P配体 * M6P配体 ＆ trans膜囊上的受体结合 选择性地包装成初级溶酶体 四、溶酶体与疾病 1．矽肺 * 二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后 被巨噬细胞吞噬 含有矽尘的吞噬小体＆溶酶体，合并成为次级溶酶体 * 二氧化硅的羟基，与溶酶体膜的磷脂or蛋白形成氢键导致吞噬细胞溶酶体崩解，细胞本身也被破坏 矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行 * 受损 or 已破坏的巨噬细胞，释放“致纤维化因子” 激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化 2．肺结核 * 结核杆菌不产生内、外毒素，也无荚膜 ＆ 侵袭性酶 但是，菌体成分硫酸脑苷脂 能抵抗细胞内的溶酶菌杀伤作用 * 结核杆菌，在肺泡内大量生长繁殖 导致巨噬细胞裂解 释放出的结核杆菌，再被吞噬，重复上述过程 最终引起肺组织钙化和纤维化 3．各类贮积症 * 贮积症，是由于遗传缺陷引起的 * 由于溶酶体中的酶，发生变异，功能丧失 导致底物在溶酶体中大量贮积，进而影响细胞功能 * 常见的贮积症主要有以下几类 台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）： 又叫黑蒙性家族痴呆症 溶酶体缺少，氨基已糖酯酶A 导致神