第三節(jié)

溶酶體

(lysosome)

溶酶體（lysosome是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)消化。

幾乎存在于所有的動物細(xì)胞中,（哺乳動物成熟紅細(xì)胞中無），植物和原生動物也有類似結(jié)構(gòu)。具有異質(zhì)性（heterogenous），形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。

溶酶體的發(fā)現(xiàn)一、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成大小多為0.2～0.8μm,可從0.05～數(shù)μm，有多種形態(tài)和名稱，因而有稱之異質(zhì)性細(xì)胞器。（一）溶酶體的結(jié)構(gòu)特征1.單層膜包裹的囊球狀小體，圓形或卵圓形。2.溶酶體的主要成分：酸性水解酶，反應(yīng)的最適PH值為5.0左右。

溶酶體的標(biāo)志酶：酸性磷酸酶（acidphosphatase）3.

溶酶體膜蛋白高度糖基化，可有利于防止自身膜蛋白的降解。如lgpA、lgpB4.膜上嵌有質(zhì)子泵和具有多種載體蛋白；溶酶體酶的消化底物與產(chǎn)物酶作用物反應(yīng)產(chǎn)物核酸酶:

酸性DNA酶DNA大低聚核苷酸酸性RNA酶RNA大低聚核苷酸蛋白酶:

組織蛋白酶蛋白質(zhì)和肽鏈小肽膠原酶含脯氨酸的肽鏈較小的肽鏈糖苷酶多糖與寡糖寡糖或單糖脂酶:羥基脂醇與羧酸磷脂酶磷脂溶血卵磷脂、磷酸脂肪酶甘油三酯甘油二酯和脂肪酸硫酸酯酶:芳基硫酸酯酶A和B酚硫酸酯酚與無機(jī)磷酸磷酸酶:磷脂酸磷酸酶α-磷脂酸甘油二酯和無機(jī)磷酸酸性磷酸酶O-磷酸單酯醇與無機(jī)磷酸ThelowpHinlysosomesandendosomes.ProteinslabeledwithapH-sensitivefluorescentprobe(fluorescein)andthenendocytosedbycellscanbeusedtomeasurethepHinendosomesandlysosomes.ThedifferentcolorsreflectthepHthatthefluorescentprobeencountersintheseorganelles.ThepHinlysosomes(red)isabout5,whilethepHinvarioustypesofendosomes(blueandgreen)rangesfrom5.5to6.5.

（二）溶酶體膜糖蛋白家族的同源性溶酶體結(jié)合蛋白（lysosomal-associatedmembraneprotein，LAMP）溶酶體整合膜蛋白（lysosomalintegralmembraneprotein，LIMP）結(jié)構(gòu)組成

N-端信號肽序列腔內(nèi)區(qū)（高度糖基化）跨膜區(qū)（單次）

C-端胞質(zhì)尾區(qū)（10個AA組成，高度保守）可能是蛋白分選的識別信號二、溶酶體的類型（一）根據(jù)溶酶體的形成過程和功能狀態(tài)分為三類初級溶酶體（primarylysosome）次級溶酶體（secondarylysosome）三級溶酶體（tertiarylysosome）后溶酶體（post-lysosome）殘留小體（residualbody）終末溶酶體（telolysosome）1.初級溶酶體（primarylysosome）直徑約0.2~0.5um，膜厚7.5nm，內(nèi)含物均一，無明顯顆粒，PH為

5.0左右，是高爾基體分泌形成的剛形成的成熟溶酶體，不含底物。前溶酶體含有多種水解酶. 小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體用電鏡細(xì)胞化學(xué)技術(shù)顯示其中含有的酸性磷酸酶。M：線粒體，L：溶酶體（樸英杰）2.次級溶酶體（1）根據(jù)與其融合的底物性質(zhì)的不同分為：吞噬溶酶體（phagolysosome）由初級溶酶體和吞噬體融合而成。多泡小體（multivesicularbody）初級溶酶體和吞飲體融合而成。（2）根據(jù)其消化底物的來源不同又分為自噬溶酶體(autophagiclysosome)（自噬體+內(nèi)體性溶酶體）異噬溶酶體(heterophagiclysosome)（吞噬體/吞飲體+內(nèi)體性溶酶體）PhagocytosisandAutophagy3.三級溶酶體（tertiarylysosome）殘余小體或終末溶酶體（telolysosome）又稱后溶酶體（post-lysosome），已失去酶活性,

僅留未消化的殘渣和未分解的物質(zhì)；殘余小體可通過外排作用排出細(xì)胞，也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多；脂褐質(zhì)、含鐵小體、多泡體、髓樣結(jié)構(gòu)肝細(xì)胞中的脂褐質(zhì)（二）根據(jù)形成過程不同，劃分為內(nèi)體性溶酶體（endolysosome）

溶酶體由高爾基復(fù)合體的運(yùn)輸小泡與內(nèi)體合并形成

吞噬性溶酶體

內(nèi)體性溶酶體+消化底物（一）內(nèi)體性溶酶體的形成

從反面高爾基體以出芽方式形成的過程——

甘露糖-6-磷酸發(fā)生途徑1.溶酶體酶蛋白的N-糖基化與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)

RER中酶蛋白合成，進(jìn)行N-連接糖基化，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到Golgi體2.溶酶體酶蛋白在高爾基體內(nèi)的加工與轉(zhuǎn)移（糖基化與磷酸化）

在順面高爾基網(wǎng)處作標(biāo)記：甘露糖-6-磷酸(mannose-6-phosphate,M6P)●N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶

(N-acetyglucosaminephosphotransferase)

●N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖苷酶三、溶酶體的形成與成熟溶酶體酶的加工

3.酶蛋白的分選與轉(zhuǎn)運(yùn)在反面高爾基網(wǎng)有受體識別、結(jié)合M-6-P，出芽，以有被小泡形式脫離高爾基體。4.前溶酶體的形成無被小泡與晚期內(nèi)體結(jié)合而成5.溶酶體的成熟在酸性環(huán)境下，溶酶體酶去磷酸化；膜M-6-P受體重回到高爾基體trans面高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M-6-PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M-6-P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到晚期內(nèi)體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識別信號：信號斑溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）發(fā)生途徑M-6-P與受體分離去磷酸化溶酶體酶內(nèi)體性溶酶體形成受體循環(huán)出芽酸性環(huán)境◆信號斑(signalpatch)

是溶酶體酶形成的一個特殊的空間結(jié)構(gòu)，信號斑是由幾段信號肽形成的一個三維結(jié)構(gòu)的表面,這幾段信號肽聚集在一起,形成一個斑點被磷酸轉(zhuǎn)移酶識別。Therecognitionofalysosomalhydrolase.

TheGlcNAcphosphotransferaseenzymethatrecognizeslysosomalhydrolasesintheGolgiapparatushasseparatecatalyticandrecognitionsites.Thecatalyticsitebindsbothhigh-mannoseN-linkedoligosaccharidesandUDP-GlcNAc.Therecognitionsitebindstoasignalpatchthatispresentonlyonthesurfaceoflysosomalhydrolases.

溶酶體分選的信號斑甘露糖6-磷酸分選途徑和溶酶體形成的主要過程

分選途徑多樣化依賴于M6P的分選途徑的并非惟一途徑。部分溶酶體酶通過運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外；

在細(xì)胞質(zhì)膜上也存在依賴于鈣離子的M-6-P受體，同樣可與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將酶送至前溶酶體中，M-6-P受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。

還存在不依賴于M-6-P的分選途徑（如酸性磷酸酶、分泌溶酶體的perforin和granzyme）（二）吞噬性溶酶體的形成內(nèi)體性溶酶體+作用底物四、溶酶體的功能（一）

作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”:分解細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，清除衰老、損壞的細(xì)胞器，以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，并為細(xì)胞提供營養(yǎng)

——如血清脂蛋白（膽固醇）（二）

防御保護(hù)功能（病原體感染刺激單核細(xì)胞分化成

巨噬細(xì)胞而吞噬、消化）

過程：

phagocytosisphagosomeendocytosis

earlyendosomelateendosomelysosome

autophagyautophagosome（三）

參與某些激素的形成

某些分泌腺細(xì)胞中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過程的調(diào)節(jié)

——如甲狀腺素、粒溶（分泌性自噬）；濾泡腔甲狀腺球蛋白I2溶酶體甲狀腺素甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞（四）在個體發(fā)生、發(fā)育過程起重要作用

參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞；蝌蚪尾巴的消失骨骼發(fā)生中骨質(zhì)更新哺乳類動物子宮內(nèi)膜的周期性萎縮

受精過程中的精子的頂體（acrosome）反應(yīng)第四節(jié)過氧化物酶體

過氧化物酶體(peroxisome)或微體（microbody)，

是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的

異質(zhì)性細(xì)胞器。?1954年，J.Rhodin首次在鼠腎小管上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。

鼠肝細(xì)胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（P）和其它細(xì)胞器如線粒體（M）等（Albertetal.，1989）一、過氧化物酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)?直徑約0.1~1.5um的圓形、卵圓形或啞呤形不等的

膜囊結(jié)構(gòu)；在不同生物及不同發(fā)育階段有所不同。（1）類核體——尿酸氧化酶結(jié)晶（2）膜內(nèi)表面有邊緣板二、過氧化物酶體的化學(xué)組成已發(fā)現(xiàn)40多種酶1.氧化酶類:

如尿酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶等。黃素（flavin）依賴性氧化酶2.過氧化氫酶

標(biāo)志酶3.過氧化物酶三、過氧化物酶體的功能1.解毒作用：

過氧化物酶體中常含有兩種酶：

依賴于黃素（FAD）的氧化酶：其作用是將底物氧化形成H2O2

RH2+O2→

R+H2O2過氧化氫酶：作用是將H2O2分解，形成水和氧氣

R′H2+H2O2→R′+2H2O

2.對氧濃度的調(diào)節(jié)作用：使細(xì)胞免受高濃度氧的毒性作用3.脂肪酸的氧化：

因含有氧化脂肪酸的酶類，以此向細(xì)胞直接提供熱能。4.含氮物質(zhì)的代謝：尿酸氧化酶可將核苷酸和某些蛋白質(zhì)降解代謝的產(chǎn)物進(jìn)一步氧化去除。四、過氧化物酶體的發(fā)生

過氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細(xì)胞器，子代的過氧化物

酶體還需要進(jìn)一步裝配形成成熟的細(xì)胞器。

組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細(xì)胞質(zhì)

基質(zhì)中合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到過氧化物酶體中。

過氧化物酶體蛋白分選的信號序列（Peroxisomal-targetingsignal，PTS）：

PTS1為Ser-lys-leu，多存在于基質(zhì)蛋白的C端。

PTS2