初級溶酶體

1、溶 酶 體(lysosome),溶酶體是一種外有單位膜、內(nèi)含有多種酸性水解酶，能水解多種內(nèi)源性和外源性大分子物質(zhì)的細(xì)胞器,被稱為細(xì)胞內(nèi)的“消化器”。,溶酶體的發(fā)現(xiàn),1949年De Duve 將大鼠肝勻漿分級分離各種細(xì)胞器時，發(fā)現(xiàn)含有酸性磷酸酶活性的顆粒。1955年，電鏡下觀察到這種顆粒表面包圍著一層膜，從而確認(rèn)是一種新細(xì)胞器，定名為溶酶體。,溶酶體的分布,,第一節(jié) 溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和類型,形態(tài)結(jié)構(gòu)特點:異質(zhì)性細(xì)胞器(在不同細(xì)胞甚至

2、同種細(xì)胞中，形態(tài)大小差異較大）多呈球形直徑一般在0.2-0.8?m，最小為0.05?m，最大的可達(dá)數(shù)?m 。,大鼠肝細(xì)胞溶酶體,異質(zhì)性細(xì)胞器(形態(tài)，內(nèi)含物質(zhì)上的差異）,溶酶體的類型,根據(jù)內(nèi)含物不同及所處功能階段不同，分為：初級溶酶體(primary lysosome)次級溶酶體(secondary lysosome),一、初級溶酶體(primary lysosome),高爾基復(fù)合體分選產(chǎn)生的運輸小泡和前溶酶體融合形成內(nèi)含各種酸

3、性水解酶，未與底物結(jié)合均質(zhì)球形,初級溶酶體的發(fā)生,溶酶體酶的分選含溶酶體酶的無被小泡形成 溶酶體形成,,,初級溶酶體的形成過程圖,溶酶體酶的分選,信號斑(Signal patch)：溶酶體水解酶表面特定氨基酸殘基形成的區(qū)域，一級結(jié)構(gòu)中相距較遠(yuǎn)，三級結(jié)構(gòu)中相鄰。,順面高爾基網(wǎng)內(nèi)，磷酸轉(zhuǎn)移酶識別溶酶體酶的信號斑，催化6-磷酸甘露糖水解酶的形成,CGN區(qū)對擁有信號斑的溶酶體蛋白進(jìn)行磷酸化,,TGN區(qū)M6P受體特異性的識別并

4、結(jié)合M6P，反面膜囊溶酶體酶在聚積處，出芽形成有被小泡,,最終形成無被運輸小泡,大綱,,無被小泡與前溶酶體融合逐漸形成成熟的溶酶體,酶的合成N-連接糖基化M6p殘基形成酶被分揀、集中酶被運輸酶活化,附著核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔順面高爾基網(wǎng)反面高爾基網(wǎng)運輸小泡 前溶酶體初級溶酶體（受體返回）,,,,,,,,,,,,初級溶酶體和次級溶酶體模式圖,次級溶酶體,初級溶酶體,二、次級溶酶體(secondar

5、y lysosome),初級溶酶體與不同的作用底物結(jié)合后形成,電鏡下初級溶酶體和次級溶酶體,根據(jù)底物來源和消化程度不同，次級溶酶體可分為： 異噬性溶酶體(heterophagolysosome) 自噬性溶酶體(autophagolysosome) 殘余小體(residual body),1、異噬性溶酶體,作用底物是外源性的，如：細(xì)菌、紅細(xì)胞、血紅蛋白、鐵蛋白、酶、糖原顆粒，常見于單核-吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)胞、白細(xì)胞、肝

6、細(xì)胞、腎細(xì)胞分為：吞噬性溶酶體（phagolysosome) 多泡小體（multivesicular body),(heterophagolysosome),2、自噬性溶酶體,作用底物是內(nèi)源性的：　發(fā)生條件：①細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)衰老、變性；②機體發(fā)生饑餓；③細(xì)胞本身發(fā)生病變,自噬性溶酶體和異噬性溶酶體,,,3、殘余小體,消化不了的殘渣物質(zhì)累積在次級溶酶體中形成殘余小體。根據(jù)殘余物不同分為： 脂褐素(lipofusion)

7、 含鐵小體(siderosome) 髓樣結(jié)構(gòu)(myelin figure),脂 褐 素,外圍以單位膜的不規(guī)則小體，內(nèi)含電子密度較高、色調(diào)較深的物質(zhì)，常含有淺亮脂滴存在于神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞,含 鐵 小 體,外被以單位膜，內(nèi)含電子密度高的含鐵顆粒存在于正常的單核吞噬細(xì)胞,,髓 樣 結(jié) 構(gòu),溶酶體內(nèi)成層的膜性結(jié)構(gòu)存在于正常細(xì)胞和病變的腫瘤細(xì)胞,殘余小體,,次級溶酶體,,,異噬性溶酶體消化底物是細(xì)胞外源性物質(zhì),自噬性溶酶體消化底

8、物是細(xì)胞內(nèi)源性物質(zhì),吞噬溶酶體吞噬泡融合,多泡小體胞飲泡融合,初級溶酶體,,底物,,,,脂褐素 含鐵小體 髓樣結(jié)構(gòu),,,,第二節(jié) 溶酶體的化學(xué)組成,脂類：鞘磷脂蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)蛋白：高度糖基化，保護溶酶體自身不被蛋白酶消化。 酸性水解酶：最適pH為5.0；能水解幾乎所有的生物大分子。,,,第三節(jié) 溶酶體的功能,細(xì)胞內(nèi)消化與營養(yǎng)作用免疫與防御功能參與器官、組織形成與更新協(xié)助受精,一 、細(xì)胞內(nèi)消化與營養(yǎng)作用,內(nèi)源性

9、和外源性結(jié)構(gòu)、物質(zhì)被降解為可溶性小分子，可溶性的小分子釋放到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)被重新利用，以補充細(xì)胞內(nèi)所需營養(yǎng)。,LDL在溶酶體中形成膽固醇,,對外源性、內(nèi)源性有害因子或衰老結(jié)構(gòu)進(jìn)行降解和消化以保護細(xì)胞。,二、免疫與防御,自身保護：清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞,生活垃圾累積？,細(xì)胞內(nèi)垃圾？,疾病,臺－薩氏病神經(jīng)節(jié)苷脂累積導(dǎo)致,,,殺死入侵的病毒或細(xì)菌，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用侵入細(xì)胞的病毒，則利用酸性環(huán)境脫掉

10、衣殼.麻風(fēng)桿菌和結(jié)核桿菌等可抵御溶酶體酶的水解。,三、參與器官、組織形成與更新,自溶作用：溶酶體膜破裂，水解酶釋放到細(xì)胞質(zhì)中，引起細(xì)胞自身的溶解，整個細(xì)胞被釋放的酶所消化。正常生理狀態(tài)下的細(xì)胞、組織大面積的死亡。 骨骼發(fā)生過程中骨組織的更新 蝌蚪變態(tài)時的尾部吸收,大綱,四、協(xié)助受精,頂體（acrosome) 由精母細(xì)胞內(nèi)的高爾基復(fù)合體演變而來的，是一個大的特化的溶酶體。頂體反應(yīng)

11、 在受精過程中，頂體膜與精子質(zhì)膜融合穿孔，釋放到細(xì)胞外的頂體酶協(xié)助精子穿透卵的外層入卵，完成受精。,,精子 卵子,返回,精子頂體反應(yīng),,第四節(jié) 溶酶體與人類疾病,各類貯積癥：由于溶酶體的酶發(fā)生變異，功能喪失，導(dǎo)致底物在溶酶體中大量貯積，進(jìn)而影響細(xì)胞功能，常見的貯積癥主要有以下幾類： 臺-薩氏綜合征（Tay-Sachs diesease）：也叫黑蒙性家族癡呆癥，溶酶體缺少氨基已糖酯酶A，導(dǎo)致

12、神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累，影響細(xì)胞功能，造成精神癡呆，2-6歲死亡。患者表現(xiàn)為漸進(jìn)性失明、病呆和癱瘓，該病主要出現(xiàn)在猶太人群中。,II型糖原累積病：溶酶體缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累，導(dǎo)致心、肝、舌腫大和骨骼肌無力。屬常染色體缺陷性遺傳病，患者多為小孩，常在兩周歲以前死亡。腦苷脂沉積病：巨噬細(xì)胞和腦神經(jīng)細(xì)胞的溶酶體缺乏β-葡萄糖苷酶。大量的葡萄糖腦苷脂沉積在這些細(xì)胞溶酶體內(nèi), 患者的肝、脾、淋巴結(jié)等腫大，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生

13、退行性變化，常在1 歲內(nèi)死亡。,矽肺: 二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后，被巨噬細(xì)胞吞噬，在溶酶體中二氧化硅形成硅酸，其羥基與溶酶體膜的磷脂或蛋白形成氫鍵，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞溶酶體崩解，細(xì)胞也被破壞，矽塵釋出后，又被其他巨噬細(xì)胞吞噬，如此反復(fù)進(jìn)行。受損或已破壞的巨噬細(xì)胞釋放“致纖維化因子”，并激活成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。,肺結(jié)核： 結(jié)核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素，也無莢膜和侵襲性酶。但是菌體外表含有硫酸腦苷脂能抵抗溶酶