2023年4月17日发(作者:大象小鹅)溶酶体
1 基本简介 编辑本段 已发现溶酶体内有50余
种酸性水解酶(至2006年),包括蛋白酶、核酸酶、磷酸酶、
糖苷酶、脂肪酶、磷酸酯酶及硫酸脂酶等。这些酶控制多种
内源性和外源性大分子物质的消化。因此,溶酶体具有溶解
或消化的功能,为细胞内的消化器官。 在大鼠肝脏中,
从比线粒体分区茶叶蛋的做法
稍轻的地方得到含有水解酶的颗粒分区,并
以可进行水解(lyso)的小体(some)这个意义而命名为溶
解体(lysosome;lss)。溶酶体中的酶是酸性磷酸酶、核糖核
酸酶、脱氧核糖核酸酶、组织蛋白酶、芳基硫酸醋酶、B-葡
糖苷酸酶、乙酰基转移酶等,是在酸性区域具有最适pH的
水解酶组。据电子显微镜观察,溶酶体是由6~8微米厚的
单层膜所围着的直径形容小孩子
为0.4微米至数微米的颗粒或小泡。由
于其形态极其多样化,所以把对酸性磷酸酶活性为阳性的物
质鉴定为溶酶体。 2 主要特点 编辑本段 溶酶体
的酶有3个特点:(1)溶酶体膜蛋白多为糖蛋白,溶酶体膜内
表面带负电荷。所以有助于溶酶体中的酶保持游离状态。这
对行使正常功能和防止细胞自身被消化有着重要意义;(2)
所有水解酶在pH值=5时左右活性最佳,但其周围胞质中pH
值为7.2。溶酶体膜内含有一种特殊的转运蛋白,可以利用
ATP水解的能量将胞质中的H+(氢离子)泵入溶酶体,以
维持其pH5;(3)只有当被水解的物质进入溶酶体内时,溶酶
体内的酶类才行使其分解作用。一旦溶酶体膜破损,水解酶
逸出,导致细胞自溶。 功能作用 溶酶体的功能有二:
一是与食物泡融合,将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒
物质消化成生物大分子,残渣通过外排作用排出细胞;二是
在细胞分化过程中,某些衰老细胞器和生物大分子等陷入溶
酶体内并被消化掉,这是机体自身重新组织的需要。 溶
酶体的主要作用是消化作用,是细胞内的消化器官,细胞自
溶,防御以及对某些物质的利用均与溶酶体的消化作用有
关。 细胞内消化:对高等动物而言细胞的营养物质主要
来源于血液中的大分子物质,而一些大分子物质通过内吞作
用进入细胞,如内吞低密脂蛋白获得胆固醇,对一些单细胞
真核生物,溶酶体的消化作用就更为重要了。 细胞凋亡:
个体发生过程中往往涉及组织或器官的改造或重建,如昆虫
和蛙类的变态发育等等。这一过程是在基因控制下实现的,
称为程序性细胞死亡,注定要消除的细胞以出芽的形式形成
凋亡小体,被巨噬细胞吞噬并消化。 自体吞噬:清除细
胞中无用的生物大分子,衰老的细胞器等,如许多生物大分
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:如巨噬细胞可吞入病原体,
在溶酶体中将病原体杀死和降解。 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。 沁有几个读音
形成
精子的顶体:顶体相当于一个化学钻,可溶穿卵子的皮层,
使精子进入卵子。 所有白细胞均含有溶酶体性质的颗
粒,能消灭入侵的微生物。然而,也有一些病源菌(如麻风
杆菌、结核杆菌等)能耐受溶酶体酶的作用,因而能在巨噬
细胞内存活。溶酶体在病理过程中也有重要意义。由于肺巨
噬细胞吞噬吸入的硅或石棉粉尘,引起溶酶体破裂和水解酶
的释放,刺激结缔组织纤维的增加,导致硅肺的发生。组织
缺氧(如心肌梗死)也可造成溶酶体的急性释放,使血液中
有关酶的浓度迅速增高。 3 相关分类 编辑本段 3.1
传统分类 根据内含物和形成阶段的不同,溶酶体可
分为两大类,具有均质基质的颗粒状溶酶体称为初级溶酶体
(primary lysoso牛角挂书
me),含有复杂的髓磷脂样结构的液泡状溶
酶体称为次级溶酶体(condary lysosome)。属于初级溶酶
体的溶酶体,具有肝实质细胞(肝细胞)的高电子密度的颗
粒等。这种溶酶体虽含有水解酶,但是它是未进行消化作用
的溶酶体。次级溶酶体(消化泡)是由初级溶酶体与细胞吞
噬作用所产生的吞噬体相互融合而成的,并且是已供给水解
酶的溶酶体。在次级溶酶体中含有摄食的物质,并对其进行
消化。消化后所残留的未消化物称为残余小体。一般认为,
残余小体在变形虫等细胞中被排出细胞之外,但在其他细胞
中,则长期留在细胞中,而成为细胞衰老的原因。 3.2 新
提法 关于溶酶体的类型和命名,有新提法。有研究
资料表明,根据溶酶体的形成过程和功能,把溶酶体命名为
前溶酶体(endolysosome)和溶酶体。内吞体与高尔基体的转运
小泡融合成前溶酶体,它从高尔基体转运小泡接受了新合成
的水解酶和溶酶体膜蛋白,并开始水解内吞的物质。当前溶
酶体失去明显的内吞体膜成分,pH再进一步降低,即成为
溶酶体。吞噬体与前溶酶体或溶酶体融合成吞噬溶酶体;自
噬体与前溶酶体或溶酶体融合形成自噬溶酶体。吞噬溶酶体
和自噬溶酶体将物质水解成小分子物质,被细胞吸收,还残
留一些不被消化和吸收的物质称为残质体。经出胞作用排出
细胞,但大部分残质体留在细胞内,如脂褐色素、老年斑即
是这种色素的沉积。 3.3 按功能阶段分类 火宣
1955
年首次发现溶酶体(lysosome)。它是单层膜围绕、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,标志酶为酸性磷酸酶。根据完成其生理功能
的不同阶段可分为初级溶酶体(primary lysosome),次级溶
酶体(condary lysosome)和残体(residual body)。 3.4
初级溶酶体 直径约0.2~0.5um膜厚7.5nm,内含物均
一,无明显颗粒,是高尔基体分泌形成的。含有多种水解酶,
但没有活性,只有当溶酶体破裂,或其它物质进入,才有酶
活性。其水解酶包括蛋白酶,核酸酶、脂酶、磷酸酶、硫酸
酯酶、磷脂酶类,已知60余种,这些酶均属于酸性水解酶,
反应的最适PH值为5左右,溶酶体膜虽然与质膜厚度相近,
但成分不同,主要区别是:①膜有质子泵,将H+泵入溶酶
体,使其PH值降低。②膜蛋白高度糖基化,可能有利于防
止自身膜蛋白降解。 3.5 次级溶酶体 这些都是消
化泡,正在进行或完成消化作用的溶酶体,内含水解酶和相
应的底物,可分为异噬溶酶体(phagolysosome)和自噬溶酶
体(autophagolysosome),前者消化的物质来自外源,后者消
化的物质来自细胞本身的各种组分。 根据溶酶体作用物
的来源,将次级溶酶体分为: (1)异生性溶酶体(het-
erolysosome),系指不能透过质膜的大分子溶液或病毒、细
菌等,前者通过胞饮作用(其中也包括受体介导的内吞作用)
形成的胞饮泡(或胞内体),后者通过吞噬作用形成的吞噬
泡,分别与初级溶酶体(或内溶酶体)融合后形成次级溶酶
体(或溶酶体)。 (2)自生性溶酶体(autolysosome)
或自噬溶酶体([1]autophagolyso- some),系指包围了部分被
损伤或综合素质自我评价
衰老细胞器(线粒体、内质网碎片等)的自体吞噬体
(autophagosome)与初级溶酶体(或内溶酶体)融合后形成
的次级溶酶体。其消化的物质是内源性的。内含不能被消化
的残留物质的次级溶酶体被称为残留小体。残留物质有的可
排出,有的长期贮留在细胞内不被排出。 3.6 残体
残体又称后溶酶体(post-lysosome)已失去酶活性,仅留未
消化的残渣故名,残体可通过外排作用排出细胞,也可能留
在细胞内逐年增多,如肝细胞中的脂褐质。 4 形成过程
编辑本段 初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽
的形式形成的,其形成过程如下。 内质网上核糖体合成
溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰,溶酶
体酶蛋白先带上3个葡萄糖、9个甘露糖和2个N-乙酰葡萄
糖胺,后切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖→进入高尔基体
Cis面膜囊→N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的
信号斑→将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上
→在中间膜囊由N-乙酰葡萄糖苷酶切去N-乙酰葡糖胺形成
M6P配体→与trans膜囊上的受体结合→选择武学
性地包装成初
级溶酶体。 5 溶酶体酶 编辑本段 现已知各类细
胞的溶酶体中约含60种酶,包括蛋白质、糖类、脂类等物
质的水解酶类,如酸性磷酸脂酶、组织蛋白酶、核糖核酸酶
以及芳香基硫酸脂酶A和B等。各类溶酶体所含水解酶也有
所不同,大多数溶酶体里的酶是糖蛋白,但也有例外,如鼠
肝细胞和肾细胞溶酶体里的酶大部分是脂蛋白。 奥特曼睡前故事
常
见的溶酶体酶包括:芳基硫酸酯酶A(ASA)、半乳糖脑苷脂
酶、-半乳糖苷酶、-氨基己糖苷酶A、总氨基己糖苷酶、
-葡萄糖苷酶、神经鞘磷脂酶、-半乳糖苷酶、-葡糖苷
酶、-岩藻糖苷酶、-甘露糖苷酶、酸性型-甘露糖苷酶、
天冬氨酰氨基葡糖苷酶、-L-艾杜糖苷酸酶、艾杜糖醛酸硫
酸酯酶、乙酰肝素-N-硫酸酯酶、-N-乙酰氨基葡糖苷酶、
乙酰CoA-氨基葡糖-N-乙酰转移酶、N-乙酰氨基葡糖-6-硫酸
酯酶、半乳糖-6-硫酸酯酶、-半乳糖苷酶、芳基硫酸酯酶、
-葡糖醛酸苷酶、透明质酸酶、磷酸转移酶、棕榈酰蛋白硫
脂酶、羧肽酶(TPP1溶酶体肽酶)、神经酰胺酶、唾液酸酶、
酸性酯酶等等。 6 其他资料 编辑本段 6.1 溶酶体与
疾病 6.2 矽肺 二氧化硅尘粒(矽[x]尘)吸入肺
泡后被巨噬细内吞噬,含有矽尘的吞噬小体与溶酶体合并成
为次级溶酶体。二氧化硅的羟基与溶酶体膜的磷脂或蛋白形
成氢键,导致吞噬细胞溶酶体崩解,细胞本身也被破坏,矽
尘释出,后又被其他巨噬细内吞噬,如此反复进行。受损或
已破坏的巨噬细胞释放“致纤维化因子”,并激活成纤维细
胞,导致胶原纤维沉积,肺组织纤维化。 6.3 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胞内的溶菌杀伤作用,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,最终引起肺组织钙化和纤维
化。 6.4 各类溶酶体贮积症 溶酶体贮积症
(Lysosome Storage Dias 简称:LSDs)是由于遗传缺陷三国演义武将排名
引起的,由于溶酶体的酶发生变异,功能丧失,导致底物在
溶酶体中大量贮积,进而影响细胞功能,常见的贮积症主要
有以下几类。 台-萨氏综合征(Tay-Sachs diea):要
叫黑蒙性家族痴呆症,溶酶体缺少氨基已糖酯酶A(
-N-hexosaminida),导致神经节甘脂GM2积累(图6-30),
影响细胞功能,造成精神痴呆,2~6岁死亡。患者表现为渐
进性失明、病呆和瘫痪,该病主要出现在犹太人群中。 II
型糖原累积病(Pompe病或称庞贝氏病):溶酶体缺乏-1,
4-葡萄糖苷酶,糖原在溶酶体中积累,导致心、肝、舌肿大
和骨骼肌无力。属常染色体缺陷性遗传病,患者多为小孩,
常在两周岁以前死亡。 戈谢病(Gaucher病):又称脑苷
脂沉积病,是巨噬细胞和脑神经细胞的溶酶体缺乏- 葡萄
糖苷酶造成的。大量的葡萄糖脑苷脂沉积在这些细胞溶酶体
内,巨噬细胞变成戈谢细胞,患者的肝、脾、淋巴结等肿大,
中枢神经系统发生退行性变化,常在1 岁内死亡。 细胞
内含物病(inclusion-cell dia,I-cell dia):一种更严重
的贮积症,是N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因突变引起的。
由于基因突变,高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成
M6P分选信号,酶被运出细胞(default pathway)。这类病人
成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶,导致底物在溶酶体中大
量贮积,形成所谓的“包涵体(inclusion)”。另外这类病人
肝细胞中有正常的溶酶体,说明溶酶体形成还具有M6P之外
的途径。 6.5 遗传性疾病 溶酶体中酸性水解酶的
合成,象其它蛋白质的生物合成过程一样,是由基因决定的,
当基因突变引起酶蛋白合成障阻时,可造成溶酶体酶缺乏。
机体由于基因缺陷,可使溶酶体中缺少某种水解酶,致使相
应作用物不能降解而积蓄在溶酶体中,造成细胞代谢障阻,
形成溶酶体贮积病。其主要的病理表现为有关脏器(肝、肾、
心肌、骨骼肌)中溶酶体过载,即细胞摄入过多或不能消化的
物质,或因溶酶体酶活性降低,以及机体的年龄增长,从而
在细胞内出现大量溶酶体蓄积造成过载。目前已知这类疾病
达40余种,国内可检测的有30多种(见词条:溶酶体贮积
症)。其中糖原贮积病Ⅱ型是最早被发现的。由于在肝细胞
常染色体上的一个基因缺陷,使溶酶体内缺乏-葡萄糖苷
酶,导致糖原无法降解为葡萄糖,而造成糖原在肝脏和肌肉
大量积蓄。此病多发生于婴儿。临床表现为肌无力,心脏增
大,进行性心力衰竭,多于两周岁以前死亡,故此病又称为
心脏型糖原沉着病。 6.6 类风湿关节炎 对类风湿
关节炎的病因还不清楚,但此病所表现出来的关节骨膜组织
的炎症变化以及关节软骨细胞的腐蚀,被认为是细胞内的溶
酶体的局部释放所致。其原因可能是由于某种类风湿因子,
如抗IgG,被巨噬细胞、中性粒细胞等吞噬,促使溶酶体酶
外逸。而其中的一些酶,如胶原酶,能腐蚀软骨,产生关节
的大合唱歌曲
局部损害,而软骨消化的代谢产物,如硫酸软骨素,又能
促使激肽的产生而参与关节的炎症反应。 6.7 休克
在休克过程中,机体微循环发生紊乱,组织缺血、缺氧,影
响了供能系统,使膜不稳定,引起溶酶体酶的外漏,造成细
胞与机体的损伤。休克时机体细胞内溶酶体增多,体积增大,
吞噬体显著增加。溶酶体内的酶向组织内外释放,多在肝和
肠系膜等处,引起细胞和组织自溶。因此,在休克时,测定
淋巴液和血液中溶酶体酶的含量高低,可作为细胞损伤轻重
度的定量指标。通常以酸性磷酸酶、-葡萄糖醛酸酶与组织
蛋白酶为指标。关于休克时溶酶体释放的机理,有人提出是
由于pH降低和三羧酸循环受阻。休克时缺血缺氧,引起细
胞pH值的下降(约pH5),酸性水解酶活化,水解溶酶体膜,
最终导致溶酶体膜裂解,溶酶体释放,使细胞、组织自溶。
6.8 肿瘤 溶酶体与肿瘤的关系日益引起人们的关注,
一般有以下几种观点: (1)致癌物质引起细胞分裂调节机
能的障阻及染色体畸变,可能与溶酶体释放水解酶的作用有
关; (2)某些影响溶酶体膜通透性的物质,如巴豆油,某
些去垢剂、高压氧等,是促进致癌作用的辅助因子,也能引
发细胞的异常分裂; (3)在核膜残缺的情况下,核膜对核
的保护丧失,溶酶体可以溶解染色质,而引起细胞突变;
(4)溶酶体代谢过程中的某些产物是肿瘤细胞增殖的物质基
础; (5)致癌物质进入细胞,在与染色体整合之前,总是
先贮存在溶酶体中,这已为放射自显影所证实。 总之,
溶酶体与肿瘤发生是否有直接关系,尚待进一步探索。