溶酶体PPT课件.ppt

1955年deDuve等人鼠肝匀浆离心富含酸性磷酸酶的颗粒1956电镜细胞化学显示溶酶体,第三节溶酶体lysosome,.,光镜下的内皮细胞：绿色荧光定位溶酶体红色显示线粒体,电镜下细胞结构：箭头指溶酶体,0.2-0.8um圆形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形称为管状溶酶体、线状溶酶体。,一、溶酶体的形态特征,溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水解酶的泡状结构。,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。,溶酶体具有异质性：大小、形态、酶种类不同,溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸性水解酶；pH值4-6。,酶,蛋白酶（肽酶）,核酸酶,磷酸酶,糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）,酯酶,硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）,标志酶：酸性磷酸酶,溶酶体的酶,溶酶体膜的特性(1),溶酶体膜内含有一种特殊的转运蛋白质子泵（protonpump），从而维持溶酶体腔内pH为5.0的酸性环境。,H+,质子泵,溶酶体膜的特性(2),溶酶体膜含有多种载体蛋白，可及时将水解产物转运出去，供细胞再利用或排除细胞外。,溶酶体膜的特性(3),溶酶体膜蛋白质是高度糖基化的，其寡多糖链突向溶酶体内，可保护溶酶体膜免受溶酶体内水解酶的消化。,溶酶体,初级溶酶体：(非活动性溶酶体):只含酶，不含底物。,次级溶酶体：(活动性溶酶体):初级溶酶体+底物,次级溶酶体,异噬性溶酶体：初级溶酶体+外源性物质异噬过程,+吞饮体,+吞噬体,+微吞饮小泡,自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性物质(自噬体)自体吞噬(自噬过程),残质体(末溶酶体、残余小体)：次级溶酶体内消化分解后的残渣物质。,二、溶酶体的类型,电镜图,溶酶体系统功能类型转换关系,自噬作用（autophagy）,细胞内衰老的细胞器或大分子等被内质网或高尔基体的膜包裹而形成自噬体（autophagosome)。旧细胞器的清除，酶系统的更新。依赖溶酶体途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的一种过程，进化上具有高度保守性。饥饿、应激反应，细胞受到各种理化因素损伤时，自噬性溶酶体大量增加。,：细胞吞噬大颗粒物质形成吞噬体。（巨噬细胞、中性粒细胞）,吞饮作用：细胞吞噬小颗粒物质或水溶性大分子形成吞饮体（动物、人类所有细胞）。,吞噬作用,异噬作用（heterophagy）,参与细胞的消化、营养和防御作用。,肝细胞脂褐质,残余小体（residualbody）,台-萨氏综合症溶酶体的髓样结构,残余体：已失去酶活性，仅留未消化的残渣。可通过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多。如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。,内吞体,rER,顺面管网,反面管网,高尔基复合体,溶酶体水解酶前体,加入磷酸基团,M-6-P,溶酶体酶,前溶酶体,ATP,ADP+Pi,H+,去除磷酸,PH=6,成熟溶酶体,三、溶酶体的发生多种细胞器参与的复杂而有序的过程,内体(endosome),胞内体：由细胞的胞吞作用形成的一类异质性膜泡。内体有早期内体和晚期内体。早期内体：在最初形成的早期内体囊腔中，是一个PH值和细胞外液大致相当的内环境。晚期内体：当早期内体与其它胞内小泡发生融合后，即为晚期内体。晚内体膜上有质子泵，内为弱酸性环境。,分选信号：Mannose6-phosphate,形成位置:高尔基顺面膜囊,酶：磷酸转移酶,M-6-P受体：反面膜囊和TCG,包被小泡：网格蛋白包被,溶酶体的形成：,溶酶体的酶在RER合成并进行N-连接糖基化修饰后，以芽生方式形成运输小泡转运到高尔基复合体。在高尔基体顺面膜囊内，在磷酸转移酶的催化下，酶蛋白寡糖链的甘露糖被磷酸化，形成甘露糖-6-磷酸分选标记（M-6-P）。当运输至TGN与膜上相应的受体结合，包装浓缩形成网格蛋白包被的有被小泡并从高尔基体离断。有被小泡脱去包被，形成光滑的无被小泡。无被小泡内PH近中性，酶蛋白没有活性。无被小泡与胞内晚期内体融合形成内体性溶酶体，H+质子泵泵入H+,受体与酶分离，去磷酸，成为成熟的溶酶体酶。受体形成运输小泡返回高尔基体循环利用。,四、溶酶体的功能,参与细胞内的各种消化活动，并与免疫活动及激素分泌的调节有一定的关系。,溶酶体的消化作用,异溶作用：对细胞内吞物的消化。,自噬作用：对自身物质的消化。,胞外消化：对细胞外物质的消化。,1、溶酶体的消化、营养和防御作用,抗原加工,抗原,初级溶酶体,+,异溶酶体,90%降解,10%不被降解,免疫原性复合物,抗原提呈,T淋巴细胞识别,免疫应答,2、溶酶体参与免疫过程,3、溶酶体对激素分泌的调节作用(甲状腺素),甲状腺滤泡上皮细胞,胶滴,初级溶酶体,甲状腺素,4.细胞外消化：受精、骨质更新、个体发育,溶酶体与受精：精子的顶体，其本质也是一种溶酶体.,溶酶体的生理功能小结：,清除无用的生物大分子、衰老的细胞器。防御功能。其他重要的生理功能：为细胞提供营养.在分泌腺细胞中，参与分泌过程。参与机体的器官组织变态和退化。协助精子与卵细胞受精。在骨质更新中的作用。,五、溶酶体与疾病,溶酶体膜失常与疾病:矽肺、石棉沉着病、类风湿性关节炎。,先天性溶酶体病：糖原贮积病、台-萨氏综合征、粘多糖沉积病等。,台-萨氏综合征（Tay-Sachsdiesease）：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：缺乏-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。,1溶酶体贮积症：遗传性疾病，酶基因突变,Tay-Sachsdisease：神经节苷脂储积,黑蒙性家族痴呆症：氨基已糖酯酶A缺乏,II型糖原累积病（Pompe病）-1,4-葡萄糖苷酶缺乏，肌无力、心力衰竭,肝肿大,糖原储积,2.矽肺:溶酶体膜异常,二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬，形成吞噬小体后与溶酶体融合，导致吞噬细胞溶酶体破裂。由于吞入的二氧化硅颗粒不能被消化，并在颗粒的表面形成硅酸。硅酸的羧基和溶酶体膜的受体分子形成氢键，使膜破坏水解酶释放，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。,0.2-1.7um圆形、卵圆形小体；中央常含有电子密度较高、呈规则的结晶结构。肝细胞和肾近曲小管上皮细胞中多见。,过氧化物酶体的形态特征,过氧化物酶体是由一层单位膜包围，内含氧化酶和过氧化氢酶的泡状结构。,第四节过氧化物酶体（Peroxisome）,类核体,电镜图,过氧化物酶体含有40多种酶。,标志酶：过氧化氢酶,过氧化物酶体的酶,氧化酶：50%，特征：氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。,过氧化氢酶：40%,作用：对氧化酶作用底物后形成的过氧化氢还原成水。,对有毒物质的解毒作用：氧化底物的作用：将底物氧化并产生过氧化氢。,防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用：还原过氧化氢的作用：将过氧化氢还原成水。,RH2+O2R+H2O2H2O2+RH2R+H2O,过氧化物酶体的功能,囊泡（vesicle）是真核细胞中常见的膜泡结构。各种囊泡，均由细胞器膜外凸或内凹芽生而成。囊泡的产生形成过程，是一个主动的自我装配过程，并总是伴随着物质的转运。囊泡转运（vesiclartransport）是指囊泡以出芽的形式，从一种细胞器膜产生、断离后又定向地与另一种细胞器膜融合的过程。由囊泡转运所承载和介导的双向物质运输，不仅是细胞内外物质交换和信号传递的重要途径，也是细胞内物质定向运输的基本形式。,第五节囊泡与囊泡运输,笼形蛋白包被小泡(clathrin-coatedvesicle)：介导从高尔基体向质膜、胞内体及溶酶体的运输及由质膜到细胞内的运输；COPII包被小泡：介导从内质网向高尔基体的运输；COPI包被小泡：将蛋白从高尔基体返回内质网。,囊泡的三种主要类型,COPII-coatedvesiclesmovematerialsfromtheER“forward”toGolgicomplex.(COPisanacronymforcoatproteins.)COPI-coatedvesiclesmovematerialsinaretrogradedirectionfromGolgistack“backward”towardtheERandfromTGN“backward”toCGN.Clathrin-coatedvesiclesmovematerialsfromtheTGNtoendosomes,lysosomes.Theyalsomovematerialsfromtheplasmamembranetocytoplasmiccompartmentsalongtheendocyticpathway.,囊泡转运是细胞内物质定向运输的基本形式,特征：直径在50100nm之间外被以由网格蛋白纤维构成的网架结构在网格蛋白结构外框与囊膜之间填充、覆盖有大量的衔接蛋白功能：产生于高尔基复合体、细胞膜，介导从高尔基复合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质转运将外来物质转送到细胞质或溶酶体,.网格蛋白有被囊泡(clathrin-coatedvesicle),网格蛋白有被小泡形态结构,网格蛋白,经由胞吞作用的网格蛋白有被小泡之形成过程,Sar-GTP与内质网膜的结合起始COPII亚基的装配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受体在腔面捕获并富集被转运的可溶性蛋白,2.COPII-coatedvesicles：ER向Golgi转运.,COPII包被小泡的装配,3.COPI-coatedvasicles,产生于高尔基体顺面膜囊，主要负责内质网逃逸蛋白的捕捉、回收转运及高尔基复合体膜内蛋白的逆向运输，ADP-ribosyl