内膜系统-溶酶体

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1、溶酶体 (Lysosome),第三节 溶酶体 (Lysosome, Ly),一、溶酶体的一般特征 二、 溶酶体的类型 三、 溶酶体的发生 四、溶酶体的功能 五、溶酶体与疾病的关系,一、 溶酶体的一般特征,1. 概念：是由一层单位膜包裹、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。能分解各种内源性和外源性物质，被称为细胞内的消化器。 2. 形态结构：具有多样性和异质性 大小：一般在0.250.5m； 底物：与底物结合，形态多样； 内含物：不同的溶酶体所含水解酶的种类不同。,3. 溶酶体的酶： 到目前为止，已经发现有60多种酸性水解酶； 酶发挥活性的pH为36，最适pH为5； 酸性磷酸酶是溶酶体的特征酶

2、4. 溶酶体的膜: 溶酶体膜的蛋白质高度糖基化 溶酶体膜上具有质子泵 溶酶体膜上具有特殊的转运蛋白,蛋白酶,核酸酶,糖苷酶,脂 酶,酸性磷酸酶,硫酸酯酶,磷脂酶,ATP,H+,一、 溶酶体的一般特征,5. 影响溶酶体膜稳定性的因素： 增加溶酶体膜稳定性因素：糖皮质固醇类的药物，如氢化可的松、氯嗪、乙酰水杨酸、消炎痛等； 降低溶酶体膜稳定性的因素：缺氧或氧过多、X射线、紫外线、白喉毒素、多种抗生素、肝素、胆碱能药物、维生素A过多、维生素E缺乏等。,一、 溶酶体的一般特征,第三节 溶酶体 (Lysosome, Ly),一、溶酶体的一般特征 二、 溶酶体的类型 三、 溶酶体的发生 四、溶酶体的功能

3、五、溶酶体与疾病的关系,二、溶酶体的类型,根据溶酶体是否与底物结合分为两种：,人肾细胞的初级溶酶体 65,000,狗肝细胞的次级溶酶体 Th:钍颗粒 60,000,二、溶酶体的类型,次级溶酶体又根据作用底物的来源和功能状态不同分为： 异噬性溶酶体(heterolysosome)：消化的底物为外源性，称为。如细菌、病毒、衰老的红细胞等。 自噬性溶酶体(autolysosome)：消化的底物为内源性，则称为。 残体(residual body)：是次级溶酶体消化作用的最后阶段，由于酶的活力降低或消失，残留一些不被消化的物质，称为。 多泡体(multivesicular body)：是一种特殊形式的

4、次级溶酶体，直径0.20.3m，在单层膜包围的基质中有许多小泡。,二、溶酶体的类型,人心肌细胞的残体 40,000,人肝细胞的脂褐质 39,000,二、溶酶体的类型,人肺泡吞噬细胞的髓样结构 38,000,人肺毛细血管 内皮细胞 的多泡体 60,000,二、溶酶体的类型,Lysosome,Autophago -lysosome,Residual body,Lipofusin,Phagocytosis,Exocytosis,ER,Phagosome,Phagolysosome,Lysosome,autophagic vacuole,Myeline figure,第三节 溶酶体 (Lysosome

5、, Ly),一、溶酶体的一般特征 二、 溶酶体的类型 三、 溶酶体的发生 四、溶酶体的功能 五、溶酶体与疾病的关系,信号斑 (Signal patch),RER合成的主要蛋白质,分泌蛋白,膜蛋白,溶酶体酶,2 GlcNAc,8 Man,三、溶酶体的发生,分泌蛋白、膜蛋白,溶酶体酶,为什么溶酶体酶能定向 运输到溶酶体中,6-磷酸甘露糖 （M6P）,?,(M6P),Lysosomal enzyme,N-linked oligosaccharides,GlcNAc phosphotransferase,Release,Catalytic site,Recognition site,Phosphodi

6、esterase,(UMP),UDP-GlcNAc,P,Signal patch,Lysosomal enzyme,Phosphorylated lysosomal enzyme,Medial cisterna,Trans cisterna,TGN,Lysosome,Late endosome,Transport vesicle,ATP,H+,Cis cisterna,Golgi complex,M6P receptor(MPR),Clathrin-coated pit,第三节 溶酶体 (Lysosome, Ly),一、溶酶体的一般特征 二、 溶酶体的类型 三、 溶酶体的发生 四、溶酶体的功能

7、 五、溶酶体与疾病的关系,营养作用 (nutrition) 将摄入细胞内的大分子物质分解成可溶性小分子物质，被细胞质所利用。 对细胞具有新陈代谢的作用 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及损伤和死亡的细胞的作用。,四、溶酶体的功能,自溶作用 (autocytolysis) 溶酶体膜破裂，酶释放出来，导致细胞自身溶解、死亡。 粒溶作用 (granulolysis) 溶酶体分解细胞内剩余营养颗粒的作用。 防御作用 (defence) 将外源性的有害因子 (如细菌、病毒等) 消化分解。,四、溶酶体的功能,第三节 溶酶体 (Lysosome, Ly),一、溶酶体的一般特征 二、 溶酶体的类型 三、 溶

8、酶体的发生 四、溶酶体的功能 五、溶酶体与疾病的关系,五、溶酶体与疾病的关系,1. 先天性溶酶体病 是由于基因缺陷使溶酶体中缺乏某种水解酶，致使相应的作用底物不能被降解而积蓄在溶酶体内，造成细胞代谢障碍而导致疾病，称为 。 目前已知这类疾病有40多种。,举 例,泰-萨二氏病(Tay-Sachs disease，又称为黑朦性先天愚病) 其病因是由于溶酶体内先天缺乏一种酶氨基己糖酶A，使得其作用底物神经节苷脂GM2不能被降解，而蓄积在溶酶体内； 该病主要发现于东欧犹太人群中，绝大部分是儿童，病孩出生后68个月出现临床症状，病情发展很快，一般在26岁内死亡； 是一种常染色体隐性遗传病。,II型糖原累

9、积病(glycogen storage disease type II) 其病因是由于溶酶体内缺乏-葡萄糖苷酶，导致糖原无法降解为葡萄糖而造成糖原在肝脏和肌肉中蓄积，此病多发于儿童，表现为肌无力、心脏增大、进行性心力衰竭，一般两周岁内死亡。 粘多糖沉积病(mucopolysaccharidosis, MPS) 其病因是由于溶酶体内缺乏粘多糖降解酶，因而不能分解粘多糖类，使其蓄积在次级溶酶体内。患者面容粗犷，骨骼异常，智力发育不全，内脏功能普遍受损，角膜浑浊。,举 例,2. 酶的转运异常产生的溶酶体病 典型的例子是I-细胞病(inclusion-cell disease) ，它是由于溶酶体酶缺失

10、M6P，而使其无法聚集到溶酶体中。 属于单基因隐性遗传病。是由于基因缺欠导致N乙酰氨基磷酸转移酶异常，使得溶酶体酶不能在高尔基体进行分选和包装；溶酶体的水解酶几乎全部丢失，造成消化的底物蓄积在溶酶体中，最终在病人的细胞中形成大的包涵体。,五、溶酶体与疾病的关系,3. 溶酶体膜稳定性降低导致的疾病 溶酶体与矽肺 溶酶体与类风湿性关节炎 溶酶体与休克,五、溶酶体与疾病的关系,SiO2,被M吞入,吞噬小体,溶酶体,吞噬溶酶体,矽酸,溶酶体膜 破裂,M死亡,释放的矽酸颗粒又被 其它的M细胞吞噬,刺激成纤维细胞分泌大量的胶原,矽肺,大量M死亡,溶酶体与矽肺,是由于细胞内溶酶体膜脆性增加，溶酶体局部释放所

11、致。 释放出来的酶有胶原酶，可侵袭软骨细胞，导致关节的局部损伤。软骨被消化后的代谢产物，如硫酸软骨素又能导致激肽的产生，激肽可参与关节的炎症反应。 临床上应用膜稳定因素如消炎痛和肾上腺皮质激素来治疗此病。,溶酶体与类风湿性关节炎,组织缺血、缺氧，导致溶酶体膜的稳定性降低，溶酶体酶外漏，引起组织、细胞自溶，造成细胞与机体不可逆的损伤。 治疗时，一般在改善病人微循环的同时，常应用大剂量糖皮质激素来稳定溶酶体膜，避免细胞发生不可逆损伤。,溶酶体与休克,一、 过氧化物酶体的一般特征 二 、过氧化物酶体的功能 三 、过氧化物酶体的发生,第四节 过氧化物酶体 (Peroxisome),一、过氧化物酶体的一

12、般特征,1. 概念：是一种特殊的细胞器，由单层膜包裹，内含多种氧化酶和过氧化氢酶的细胞器，它广泛存在于动、植物细胞中。 2. 过氧化物酶体的形态、大小和数量： 多为圆形或卵圆形小体，中央常含有一个高电子密度的核心， 称为类核体尿酸氧化酶的结晶 (人、鸟类则不含有)。 不同类型的细胞，过氧化物酶体的形态、大小和数量有很大差异。,一、过氧化物酶体的一般特征,哺乳动物肝、肾细胞中过氧化物酶体数量多且很典型。肝细胞为0.11.0m，一般为0.5 m ；其它组织数量少而且小，直径约0.1 0.2 m。,大鼠肝细胞的三个 过氧化物酶体的电镜照片,3. 过氧化物酶体的酶： 已知过氧物酶体含有40多种酶，不同

13、的细胞所含酶的种类不同，根据酶的作用方式把酶分为以下两种类型： 氧化酶 过氧化氢酶,一、过氧化物酶体的一般特征,氧 化 酶,催化底物产生过氧化氢 各种氧化酶约占总酶量的60%,过氧化氢酶,将过氧化氢还原生成水。 约占总酶量的40%。 过氧化氢酶是其标志酶。 在形态学上，常用DAB法(3,3-二氨基联苯胺)显示过氧化氢酶，在光镜和电镜下变呈棕色颗粒。,一、 过氧化物酶体的一般特征 二 、过氧化物酶体的功能 三 、过氧化物酶体的发生,第四节 过氧化物酶体 (Peroxisome),二、过氧化物酶体的功能,1. 解毒作用 2. 对细胞氧张力的调节作用 3. 参与脂肪酸的分解代谢,一、 过氧化物酶体的一般特征 二 、过氧化物酶体的功能 三 、过氧化物酶体的发生,第四节 过氧化物酶体 (Peroxisome),三、过氧化物酶体的发生,新的过氧化物酶体由原来的过氧化物酶体通过生长与分裂形成的。 过氧化物酶体腔中所有的蛋白质都是在胞浆中游离核糖体上合成的。 膜蛋白也是在游离核糖体上合成的。,进入过氧化物酶体中的蛋白质，在C端都有一个特异的三肽序列，SKL(-Ser-Lys-Leu-) 带有 SKL信号的蛋白质都能转运到过氧化物酶体中。,三、过氧化物酶体的发生,思考题,溶酶体是如何发生的？其主要功能有哪些？ 简述过氧化物酶体的形态结构特点和主要功能。 比较溶酶体和过氧化物酶体的异同点。,