大学分子细胞学第十章 溶酶体与过氧化物酶体PPT.ppt

* * * * 溶酶体与过氧化物酶体   溶酶体（lysosome）为C. de Duve与B. Novikoff 1955年首次发现。 lysosome and peroxisome 动物细胞结构图 一、溶酶体的结构类型 是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。 具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。 膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其pH值降低。 膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解 溶酶体的形态、大小、及所含主要酶类示意图 1、初级溶酶体（primary lysosome） 直径约0.2~0.5um，有多种酸性水解酶，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等60余种，酶的最适pH值为5左右。 二、溶酶体的功能 细胞内消化：如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇，单细胞真核生物利用溶酶体的消化食物。 自体吞噬：清除无用的生物大分子，衰老细胞、细胞器、个体发育中多余的细胞。许多生物大分子的半衰期只有几小时至几天，肝细胞中线粒体的平均寿命约10天左右。 防御作用：如巨噬细胞杀死病原体。 参与分泌过程的调节：如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。 形成精子的顶体(细胞外消化)。 溶酶体的类型及在细胞消化过程中的作用 吞噬作用 自体吞噬泡形成的机制 顶体反应 三、溶酶体的发生 初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成: 内质网上核糖体合成溶酶体酶→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→进入高尔基体cis面膜囊→磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑→将乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上→在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体→与trans膜囊上的受体结合→通过clathrin衣被包装成初级溶酶体 。 溶酶体的酶寻靶过程、涉及的细胞器及机理 The recognition of a lysosomal hydrolase in Golgi and mannose phosphorylation 溶酶体酶蛋白信号斑与磷酸化酶相互作用 矽肺：二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细内吞噬，导致吞噬细胞溶酶体破裂，水解酶释放，细胞崩解，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。 肺结核：结核杆菌不产生内、外毒素, 也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗溶酶体的杀伤作用, 使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖, 导致巨噬细胞裂解, 释放出的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程，引起肺组织钙化和纤维化。 类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂。 四、溶酶体与疾病 4．各类贮积症 台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：溶酶体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积累 。 II型糖原累积病（Pompe病）：缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。 Gaucher病：缺乏β- 葡萄糖苷酶，葡糖脑苷脂沉积。 细胞内含物病（inclusion-cell disease）：N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因突变。高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成M6P分选信号，病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，底物在溶酶体中贮积，形成 “包涵体”。 台-萨氏综合症溶酶体的同心圆结构 五、过氧化物酶体peroxisome Rhodin 1954发现于鼠肾小管上皮细胞。 是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um，呈圆形、椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。 特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素（flavin）的氧化酶，已发现40多种氧化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧化后生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用H2O2去氧化其它底物。 RH2+O2→R+H2O2 Peroxisome of hepatocyte 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） 在动物中： ①参与脂肪酸的β-氧化； ②具有解毒作用，过氧化氢酶利用H2O2将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化，饮入的酒精1/4是在乙醇酸氧化酶中氧化为乙醛。 在植物中：①参与光呼吸，将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，②在萌发的种子中，进行脂肪的β-氧化，产生乙酰辅酶A，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循环，因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循环体。 过氧化物酶体的功能 微体中所有的酶都由核基因编码，在细胞质基质中合成，在信号肽的引导下，进入过氧化物酶体。 引导蛋白质进入微体的信号序列是-Ser-Lys-Leu-COO-。膜脂