內(nèi)膜系統(tǒng)3作用機(jī)理

1、4.4 溶酶體 溶酶體溶酶體(1ysosome)的發(fā)現(xiàn)較晚，首先是由的發(fā)現(xiàn)較晚，首先是由christian de duve(1955)發(fā)現(xiàn)的。線粒體分離發(fā)現(xiàn)的。線粒體分離出后，再進(jìn)行離心分離，得到一層重的出后，再進(jìn)行離心分離，得到一層重的(m層層)和一層輕的和一層輕的(l層層)。他在。他在l層發(fā)現(xiàn)有高濃度的層發(fā)現(xiàn)有高濃度的酸性磷酸酶，并含有高濃度的組織蛋白酶、酸性磷酸酶，并含有高濃度的組織蛋白酶、酸性核糖核酸酶、酸性脫氧核糖核酸酶以及酸性核糖核酸酶、酸性脫氧核糖核酸酶以及-葡糖醛酸苷酶等，因此他將集中在該層的葡糖醛酸苷酶等，因此他將集中在該層的顆粒稱為顆粒稱為溶酶體溶酶體。目錄返回前進(jìn)首頁(yè)退出

2、 溶酶體的形態(tài)大小差異較大，其直溶酶體的形態(tài)大小差異較大，其直徑一般在徑一般在0.20.8m 。利用。利用gomori酸性酸性磷酸酶法顯示，在光學(xué)顯微鏡下溶酶體磷酸酶法顯示，在光學(xué)顯微鏡下溶酶體成為可見的小顆粒。用電鏡細(xì)胞化學(xué)方成為可見的小顆粒。用電鏡細(xì)胞化學(xué)方法觀察，可見溶酶體有一個(gè)單位膜包圍法觀察，可見溶酶體有一個(gè)單位膜包圍著，一般為球形。著，一般為球形。目錄返回前進(jìn)4.4 .1. 溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)退出 在溶酶體內(nèi)包含有多種水解酶，到目前為止，已發(fā)在溶酶體內(nèi)包含有多種水解酶，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)約有現(xiàn)約有60余種酸性水解酶，這些酶的最適余種酸性水解酶，這些酶的最適ph為為5.

3、0。概。概括起來包括：蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、括起來包括：蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶和磷脂酶等。硫酸酯酶和磷脂酶等。目錄返回前進(jìn)4.4 .1. 溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)退出 酸性水解酶是指在酸性條件下酸性水解酶是指在酸性條件下具有活性的水解酶類。這些酶在酸具有活性的水解酶類。這些酶在酸性溶液內(nèi)都能分解重要的生物化合性溶液內(nèi)都能分解重要的生物化合物物-蛋白質(zhì)、核酸、多糖及脂蛋白質(zhì)、核酸、多糖及脂類等，但在正常細(xì)胞內(nèi)這些重要的類等，但在正常細(xì)胞內(nèi)這些重要的活性物質(zhì)并不被這些酶所消化，而活性物質(zhì)并不被這些酶所消化，而且溶酶體自身的膜也不被消化，又且溶酶體自身

4、的膜也不被消化，又能保持溶酶體內(nèi)的酸性環(huán)境，這與能保持溶酶體內(nèi)的酸性環(huán)境，這與溶酶體膜的結(jié)構(gòu)和功能特征密切相溶酶體膜的結(jié)構(gòu)和功能特征密切相關(guān)。在溶酶體膜上具有關(guān)。在溶酶體膜上具有質(zhì)子泵質(zhì)子泵(proton pump)，依賴，依賴atp水解放出水解放出能量將能量將h+泵入溶酶體內(nèi)維持其內(nèi)泵入溶酶體內(nèi)維持其內(nèi)腔的酸性腔的酸性ph。構(gòu)成溶酶體膜的蛋。構(gòu)成溶酶體膜的蛋白質(zhì)是異乎尋常的白質(zhì)是異乎尋常的高度糖基化高度糖基化。一。一般認(rèn)為這可保護(hù)膜免受溶酶體內(nèi)蛋般認(rèn)為這可保護(hù)膜免受溶酶體內(nèi)蛋白酶的消化。白酶的消化。目錄返回前進(jìn)4.4 .1. 溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)退出 從高爾基器扁囊端部膨大脫離下來所形成的溶酶體

5、稱為從高爾基器扁囊端部膨大脫離下來所形成的溶酶體稱為初級(jí)溶初級(jí)溶酶體酶體或原溶酶體或前溶酶體或原溶酶體或前溶酶體(primary lysosome或或proto-lysosome或或prelysosome)，也曾稱致密體，也曾稱致密體(dense body)或無(wú)活性的溶酶體或無(wú)活性的溶酶體(inactive lysosome)。 當(dāng)初級(jí)溶酶體與來自細(xì)胞外部或細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)相互作用時(shí)，當(dāng)初級(jí)溶酶體與來自細(xì)胞外部或細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)相互作用時(shí)，就稱為就稱為次級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體(secondary lysosome)。 在這種溶酶體內(nèi)剩下消化不了的殘?jiān)镔|(zhì)，這時(shí)的溶酶體稱為在這種溶酶體內(nèi)剩下消化不了的殘

6、渣物質(zhì)，這時(shí)的溶酶體稱為殘留小體殘留小體(residual body)或稱或稱三級(jí)溶酶體三級(jí)溶酶體(tertiary lysosome)或后溶酶或后溶酶體體(postlysosome)或末期溶酶體或末期溶酶體(telolysosome)。自噬溶酶體自噬溶酶體(autophagic lysosome)吞噬溶酶體吞噬溶酶體(phago-lysosome)目錄返回前進(jìn)4.4 .2.溶酶體的形成溶酶體的形成退出 初級(jí)溶酶體主要是從高爾基器扁囊出芽生成的。初級(jí)溶酶體主要是從高爾基器扁囊出芽生成的。溶酶體內(nèi)的酸性水解酶與高爾基器包裝的其他分泌顆溶酶體內(nèi)的酸性水解酶與高爾基器包裝的其他分泌顆粒具有十分不同的

7、內(nèi)容，粒具有十分不同的內(nèi)容，通過什么途徑使溶酶體的水通過什么途徑使溶酶體的水解酶集中在高爾基器膜的某一區(qū)域形成溶酶體呢解酶集中在高爾基器膜的某一區(qū)域形成溶酶體呢? 溶酶體水解酶如何被精確地識(shí)別和分選溶酶體水解酶如何被精確地識(shí)別和分選?回答是已回答是已知的，因?yàn)樵谒饷傅姆肿由蠋в歇?dú)特的識(shí)別標(biāo)記知的，因?yàn)樵谒饷傅姆肿由蠋в歇?dú)特的識(shí)別標(biāo)記:甘甘露糖露糖-6-磷酸磷酸(mannose-6-phosphate，m6p)。目錄返回前進(jìn)4.4 .2.溶酶體的形成溶酶體的形成退出ph酸性的時(shí)候，受體和水酸性的時(shí)候，受體和水解酶分離，形成分揀泡，最解酶分離，形成分揀泡，最后形成可以再循環(huán)利用的受后形成可以再

8、循環(huán)利用的受體和溶酶體兩部分體和溶酶體兩部分m6p受體溶酶體的水解酶ph中性條件下形成膜泡運(yùn)輸4.4.3. 溶酶體的功能溶酶體的功能目錄返回前進(jìn)退出 溶酶體的功能是多方面的，主要是溶酶體內(nèi)水解溶酶體的功能是多方面的，主要是溶酶體內(nèi)水解酶的消化作用。酶的消化作用。4.4.3.1. 通過內(nèi)吞作用進(jìn)行消化通過內(nèi)吞作用進(jìn)行消化4.4.3.2.自體吞噬自體吞噬(autophagy)4.4.3.3.自溶作用自溶作用(autolysis)4.4.3.4.溶酶體與疾病溶酶體與疾病目錄返回前進(jìn)退出4.4.3.1. 通過內(nèi)吞作用進(jìn)行消化通過內(nèi)吞作用進(jìn)行消化 吞噬作用吞噬作用(phagocytosis)是內(nèi)吞作用的

9、一種特殊形式，是內(nèi)吞作用的一種特殊形式，如微小生物、細(xì)菌等經(jīng)過大的內(nèi)吞囊泡如微小生物、細(xì)菌等經(jīng)過大的內(nèi)吞囊泡(吞噬泡吞噬泡)被攝入細(xì)被攝入細(xì)胞內(nèi)與含有多種消化酶的初級(jí)溶酶體接近、融合，形成一胞內(nèi)與含有多種消化酶的初級(jí)溶酶體接近、融合，形成一個(gè)較大的次級(jí)溶酶體個(gè)較大的次級(jí)溶酶體(消化泡消化泡)，在消化泡的膜內(nèi)進(jìn)行消化，在消化泡的膜內(nèi)進(jìn)行消化作用。作用。4.4.3.2.自體吞噬自體吞噬(autophagy) 在溶酶體中消化降解的第二個(gè)途徑是自體吞噬作在溶酶體中消化降解的第二個(gè)途徑是自體吞噬作用。這一過程存在于所有細(xì)胞類型，是處理細(xì)胞本身用。這一過程存在于所有細(xì)胞類型，是處理細(xì)胞本身已老化或廢棄的部

10、分。已老化或廢棄的部分。(a)自體吞噬泡包含一個(gè)線粒體和一個(gè)過氧物酶體自體吞噬泡包含一個(gè)線粒體和一個(gè)過氧物酶體 (b)小鼠腎近小鼠腎近曲小管細(xì)胞的一部分電鏡照片示溶酶體曲小管細(xì)胞的一部分電鏡照片示溶酶體(l1，l2)及其及其(l2)與線粒與線粒體膜融合體膜融合the macromolecules that are degraded in the lysosome arrive by endocytosis, phagocytosis, or autophagy.目錄返回前進(jìn)退出4.4.3.3.自溶作用自溶作用(autolysis) 這種作用是指在這種作用是指在細(xì)胞內(nèi)，溶酶體膜破細(xì)胞內(nèi)，溶酶體膜

11、破裂，釋放出其中的水裂，釋放出其中的水解酶到細(xì)胞內(nèi)，引起解酶到細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞自身的溶解、死細(xì)胞自身的溶解、死亡，整個(gè)細(xì)胞被釋放亡，整個(gè)細(xì)胞被釋放的酶所消化。的酶所消化。目錄返回前進(jìn)退出4.4.3.4.溶酶體與疾病溶酶體與疾病 現(xiàn)已研究有現(xiàn)已研究有40種以上的疾病是由于溶酶體中缺乏種以上的疾病是由于溶酶體中缺乏某種酶。目前所知的先天性溶酶體病都是由于先天性某種酶。目前所知的先天性溶酶體病都是由于先天性缺乏某種溶酶體酶以致相應(yīng)的底物不能被消化，這些缺乏某種溶酶體酶以致相應(yīng)的底物不能被消化，這些物質(zhì)儲(chǔ)積在次級(jí)溶酶體內(nèi)，造成代謝障礙，是一種代物質(zhì)儲(chǔ)積在次級(jí)溶酶體內(nèi)，造成代謝障礙，是一種代謝性疾病，又

12、稱謝性疾病，又稱儲(chǔ)積病儲(chǔ)積病(storage disease)。 例如例如tay sachs病，這種病的患者，在其腦組織中病，這種病的患者，在其腦組織中儲(chǔ)積了大量的特殊的糖脂，即比正常的超過儲(chǔ)積了大量的特殊的糖脂，即比正常的超過100300倍的神經(jīng)節(jié)苷脂倍的神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside)，而在組織中卻失去了，而在組織中卻失去了氨氨基己糖酯酶基己糖酯酶(hexos-aminidases)。該水解酶正常存在于。該水解酶正常存在于溶酶體內(nèi)，這種酶的缺乏，說明了糖脂分子降解發(fā)生溶酶體內(nèi)，這種酶的缺乏，說明了糖脂分子降解發(fā)生故障。故障。目錄返回前進(jìn)退出 儲(chǔ)積病是由于有關(guān)溶酶體酶缺乏，在患者的溶酶體

13、內(nèi)儲(chǔ)積病是由于有關(guān)溶酶體酶缺乏，在患者的溶酶體內(nèi)累積了蛋白多糖累積了蛋白多糖(proteoglycan)所致，例如所致，例如hurler病。病。hurler病人肝組織病人肝組織活檢切片的肝細(xì)胞活檢切片的肝細(xì)胞電鏡照片示溶酶體電鏡照片示溶酶體(l)內(nèi)充滿了蛋白多內(nèi)充滿了蛋白多糖分子糖分子 x 5500 目錄返回前進(jìn)退出 在有的工礦企業(yè)中有一種職業(yè)病在有的工礦企業(yè)中有一種職業(yè)病-矽肺矽肺(cilicosis)，其病因就與溶酶體有關(guān)。當(dāng)肺部吸入矽塵后，矽粉末其病因就與溶酶體有關(guān)。當(dāng)肺部吸入矽塵后，矽粉末(sio2)被組織中的吞噬細(xì)胞吞噬。但是溶酶體酶不能破壞被組織中的吞噬細(xì)胞吞噬。但是溶酶體酶不能破壞矽粉末，而矽粉末能使溶酶體膜破裂，釋放出其中的水解矽粉末，而矽粉末能使溶酶體膜破裂，釋放出其中的水解酶，引起細(xì)胞死亡，放出的矽粉末，再被健康的吞噬細(xì)胞酶，引起細(xì)胞死亡，放出的矽粉末，再被健康的吞噬細(xì)胞吞噬可得到同樣的結(jié)果。如此吞噬細(xì)胞相繼地吞噬、死亡吞噬可得到同樣的結(jié)