内膜系统3作用机理.ppt
4.4 溶酶体,溶酶体(1ysosome)的发现较晚，首先是由Christian de Duve(1955)发现的。线粒体分离出后，再进行离心分离，得到一层重的(M层)和一层轻的(L层)。他在L层发现有高浓度的酸性磷酸酶，并含有高浓度的组织蛋白酶、酸性核糖核酸酶、酸性脱氧核糖核酸酶以及-葡糖醛酸苷酶等，因此他将集中在该层的颗粒称为溶酶体。,目录,返回,前进,首页,退出,溶酶体的形态大小差异较大，其直径一般在0.20.8m。利用Gomori酸性磷酸酶法显示，在光学显微镜下溶酶体成为可见的小颗粒。用电镜细胞化学方法观察，可见溶酶体有一个单位膜包围着，一般为球形。,目录,返回,前进,4.4.1.溶酶体的形态结构,退出,在溶酶体内包含有多种水解酶，到目前为止，已发现约有60余种酸性水解酶，这些酶的最适pH为5.0。概括起来包括：蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶和磷脂酶等。,目录,返回,前进,4.4.1.溶酶体的形态结构,退出,酸性水解酶是指在酸性条件下具有活性的水解酶类。这些酶在酸性溶液内都能分解重要的生物化合物-蛋白质、核酸、多糖及脂类等，但在正常细胞内这些重要的活性物质并不被这些酶所消化，而且溶酶体自身的膜也不被消化，又能保持溶酶体内的酸性环境，这与溶酶体膜的结构和功能特征密切相关。在溶酶体膜上具有质子泵(proton pump)，依赖ATP水解放出能量将H+泵入溶酶体内维持其内腔的酸性pH。构成溶酶体膜的蛋白质是异乎寻常的高度糖基化。一般认为这可保护膜免受溶酶体内蛋白酶的消化。,目录,返回,前进,4.4.1.溶酶体的形态结构,退出,从高尔基器扁囊端部膨大脱离下来所形成的溶酶体称为初级溶酶体或原溶酶体或前溶酶体(primary lysosome或proto-lysosome或prelysosome)，也曾称致密体(dense body)或无活性的溶酶体(inactive lysosome)。,当初级溶酶体与来自细胞外部或细胞内部的物质相互作用时，就称为次级溶酶体(secondary lysosome)。,在这种溶酶体内剩下消化不了的残渣物质，这时的溶酶体称为残留小体(residual body)或称三级溶酶体(tertiary lysosome)或后溶酶体(postlysosome)或末期溶酶体(telolysosome)。,自噬溶酶体(autophagic lysosome),吞噬溶酶体(phago-lysosome),目录,返回,前进,4.4.2.溶酶体的形成,退出,初级溶酶体主要是从高尔基器扁囊出芽生成的。溶酶体内的酸性水解酶与高尔基器包装的其他分泌颗粒具有十分不同的内容，通过什么途径使溶酶体的水解酶集中在高尔基器膜的某一区域形成溶酶体呢?,溶酶体水解酶如何被精确地识别和分选?回答是已知的，因为在水解酶的分子上带有独特的识别标记:甘露糖-6-磷酸(mannose-6-phosphate，M6P)。,目录,返回,前进,4.4.2.溶酶体的形成,退出,M6P受体,溶酶体的水解酶,PH中性条件下形成膜泡运输,4.4.3.溶酶体的功能,目录,返回,前进,退出,溶酶体的功能是多方面的，主要是溶酶体内水解酶的消化作用。,4.4.3.1.通过内吞作用进行消化,4.4.3.2.自体吞噬(autophagy),4.4.3.3.自溶作用(autolysis),4.4.3.4.溶酶体与疾病,目录,返回,前进,退出,4.4.3.1.通过内吞作用进行消化,吞噬作用(phagocytosis)是内吞作用的一种特殊形式，如微小生物、细菌等经过大的内吞囊泡(吞噬泡)被摄入细胞内与含有多种消化酶的初级溶酶体接近、融合，形成一个较大的次级溶酶体(消化泡)，在消化泡的膜内进行消化作用。,4.4.3.2.自体吞噬(autophagy),在溶酶体中消化降解的第二个途径是自体吞噬作用。这一过程存在于所有细胞类型，是处理细胞本身已老化或废弃的部分。,(a)自体吞噬泡包含一个线粒体和一个过氧物酶体(b)小鼠肾近曲小管细胞的一部分电镜照片示溶酶体(L1，L2)及其(L2)与线粒体膜融合,The macromolecules that are degraded in the lysosome arrive by endocytosis,phagocytosis,or autophagy.,目录,返回,前进,退出,4.4.3.3.自溶作用(autolysis),这种作用是指在细胞内，溶酶体膜破裂，释放出其中的水解酶到细胞内，引起细胞自身的溶解、死亡，整个细胞被释放的酶所消化。,目录,返回,前进,退出,4.4.3.4.溶酶体与疾病,现已研究有40种以上的疾病是由于溶酶体中缺乏某种酶。目前所知的先天性溶酶体病都是由于先天性缺乏某种溶酶体酶以致相应的底物不能被消化，这些物质储积在次级溶酶体内，造成代谢障碍，是一种代谢性疾病，又称储积病(storage disease)。例如Tay Sachs病，这种病的患者，在其脑组织中储积了大量的特殊的糖脂，即比正常的超过100300倍的神经节苷脂(ganglioside)，而在组织中却失去了氨基己糖酯酶(hexos-aminidases)。该水解酶正常存在于溶酶体内，这种酶的缺乏，说明了糖脂分子降解发生故障。,目录,返回,前进,退出,储积病是由于有关溶酶体酶缺乏，在患者的溶酶体内累积了蛋白多糖(proteoglycan)所致，例如Hurler病。,Hurler病人肝组织活检切片的肝细胞电镜照片示溶酶体(L)内充满了蛋白多糖分子 X 5500,目录,返回,前进,退出,在有的工矿企业中有一种职业病-矽肺(cilicosis)，其病因就与溶酶体有关。当肺部吸入矽尘后，矽粉末(SiO2)被组织中的吞噬细胞吞噬。但是溶酶体酶不能破坏矽粉末，而矽粉末能使溶酶体膜破裂，释放出其中的水解酶，引起细胞死亡，放出的矽粉末，再被健康的吞噬细胞吞噬可得到同样的结果。如此吞噬细胞相继地吞噬、死亡，最后刺激成纤维细胞导致胶原纤维结的沉积，结果是减低了肺的弹性，损伤了肺的功能。已有实验证明，矽粉末破坏溶酶体膜，是由于在矽颗粒表面形成矽酸，由酸的羟基基团与溶酶体膜的受体分子之间形成氢键引起的。,
