细胞生物学7.2[精选].ppt

* * 三、溶酶体的形态结构与功能 发现：先差速离心，后形态观察 （1955年，de Duve Novikoff） 溶酶体（lysosome）：由单层膜围绕，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用。 对维持细胞正常代谢活动及防御等方面起重要作用，在病理学中具有重要意义。 酸性水解酶 膜上有H+-pumps, pH 5.0 多种载体蛋白，向外转运水解产物 膜蛋白高度糖基化 （一）溶酶体的形态结构与类型 溶酶体是异质性的细胞器（形态大小、包含的水解酶种类） 初级溶酶体 次级溶酶体 残余(小)体 （后溶酶体） 0.2-0.5um，内容物均一，无明显颗粒物质，含多种水解酶(酸性水解酶)，最适PH 5，PH 7失活 自噬溶酶体 异噬溶酶体 内含生物大分子、颗粒、膜片甚至细胞器，形态不规则，直径达几纳米 未消化物质残存在溶酶体中，通过类似胞吐方式排出内容物 残余小体中的物质也可在细胞内可形成脂褐质色素颗粒，形成老年斑 初级溶酶体 残余（小）体 次级溶酶体 （二）溶酶体的功能——消化 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞——细胞内消化 不需要的酶 细胞器 细胞 自噬泡 巨噬细胞 自噬溶酶体 异噬溶酶体 异噬泡 台-萨氏(Tay-Sachs)（家族黑蒙性白病） 溶酶体中β -氨基己糖脂酶A(β-N-hexosaminidase A) 缺失，GM2累积在脑细胞内，精神呆滞，2-6岁死亡。 类似疾病——储积症——隐性遗传病 溶酶体中充满了未降解的物质 防御功能——细胞外消化 清除抗原-抗体复合物及吞噬的细菌、病毒 巨噬细胞中自由基与溶酶体共同杀菌 某些细胞特有的功能：巨噬细胞等吞噬细胞 麻风杆菌、利什曼原虫： 巨噬细胞中繁殖—抑制吞噬泡酸化—抑制酶的活性 病毒： 受体介导的胞吞作用侵入细胞—利用酸性环境释放病毒核壳 防御功能失灵 其他重要的生理功能 作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养 分泌细胞中，参与分泌的调节过程 参与清除赘生性组织或退行性变化的细胞：蝌蚪尾巴的退化 精子的顶体为特化的溶酶体，受精过程发生顶体反应，促进受精 如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。 营养来自血液，内吞LDL、血清脂蛋白 动物细胞溶酶体系统示意图 （三）溶酶体的发生 识别信号：不是肽链，而是依赖溶酶体酶的 构象或三级结构形成 溶酶体蛋白 Cis膜囊 中间膜囊 Trans膜囊 N连接糖基化 甘露糖 N-乙酰葡糖胺 磷酸 去乙酰葡糖胺 形成M6P 受体结合 出芽，形成初级溶酶体 1. 依赖M6P的溶酶体分选途径 溶酶体的发生过程 2. 溶酶体蛋白的其他分选途径 依赖于M6P的分选途径的效率不高，部分含有M6P标志的溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外。 在细胞质膜上还存在依赖于钙离子的M6P受体，与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，把酶运送至前溶酶体中， M6P受体返回细胞质膜，反复使用。 还存在不依赖于M6P的分选途径，如T细胞溶酶体中的酶通过不依赖M6P的途径进入溶酶体。溶酶体膜上的蛋白不具有M6P标志。酸性磷酸酶的分选也不涉及M6P途径 鉴定溶酶体的主要标志酶 （四）溶酶体与过氧化物酶体 过氧化物酶体（peroxisome）又称微体（microbody） ——由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器，由J. Rhodin（1954）首次在鼠肾小管上皮细胞中发现。是一种具有异质性的细胞器，在不同生物及不同发育阶段有所不同。 共同特点是内含一至多种依赖黄素（FAD）的氧化酶和过氧化氢酶（标志酶），已发现40多种氧化酶，如L-氨基酸氧化酶，D-氨基酸氧化酶等等，其中尿酸氧化酶（urate oxidase）的含量极高，以至于在有些种类形成酶结晶构成的核心。 人肝细胞过氧化物酶体 小鼠肺细胞过氧化物酶体 烟草叶肉细胞的过氧化物酶体 （中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心） 过氧化物酶体 初级溶酶体 特征 过氧化氢酶 酸性水解酶 标志酶 酶在细胞基质中合成，经分裂装配形成 在内质网中合成经G出芽形成 发生 多种功能 细胞内消化 功能 需要 不需要 是否需氧 7左右 5左右 PH 氧化酶、过氧化氢酶类 酸性水解酶 酶种类 常有酶晶体 无酶晶体 形态大小 过氧化物酶体与溶酶体的区别 过氧化物酶体的功能 解毒功能 依赖黄素的氧化酶的共性是将底物氧化后，生成过氧化氢。 RH2+O2→R+H2O2 过氧化氢酶又可以利用过氧化氢，将其它底物氧化。 R′H2+H2O2→R′+2H2O 此外，当细胞中的H2O2过剩时，过氧化氢酶亦可催化以下反应： 2H2O2 → 2H2O + O2 R’:酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质 分解脂肪酸，向细胞之间