细胞生物学-溶酶体过氧化物酶体

1,高尔基体（Golgi complex）是由许多扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的以分泌为主要功能的细胞器,2,1、蛋白质的糖基化作用,糖基与蛋白质的连接方式:N连接的糖蛋白：是蛋白质分子中特定的Asn-X-Ser/Thr（糖基化位点）之Asn氨基与寡糖链共价相连。这种糖基化过程开始于内质网腔，完成于高尔基体。O连接的糖蛋白：是蛋白质分子中Ser和Thr羟基与寡糖链共价相连。其糖基化过程全部或主要在高尔基体内完成。,3,内吞体,溶酶体的发生,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=5,成熟溶酶体,4,Section3 lysosome溶酶体,刘晓影21202,5,溶酶体的定义,溶酶体：是单层膜包围的，内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。主要功能是分解内源性和外源性物质，称细胞内消化装置。,6,学习内容,一、溶酶体的形态结构与膜的特性二、溶酶体的酶三、溶酶体的类型四、溶酶体的功能五、溶酶体与医学,7,一、溶酶体的形态结构与膜的特性,溶酶体的形态特点：圆形卵圆形，单层膜包裹，囊状。大小多为0.2-0.8m, 可从0.05-数m。有多种形态和名称，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 。因而有称之异型细胞器。,8,溶酶体膜,溶酶体膜上有H+质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。,溶酶体膜内存在特殊的转运蛋白：可运输溶酶体消化水解的产物。,溶酶体的蛋白质高度糖基化：防止自身被水解消化。,溶酶体膜,9,溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸性水解酶；PH4-6。,酸性磷酸酶（AcP酶),三偏磷酸酶(TMP酶),标志酶,可水解核酸、蛋白质、多糖及脂类及相应的物质。所以如果溶酶体的破裂将导致严重后果。,二、溶酶体的酶,10,顶体素,11,溶菌素,能溶解细菌的物质。这种物质能使组成菌体细胞膜的多糖物质分解,促使菌体破坏和死亡。眼泪、鼻涕、唾液、白血球和卵蛋白中含有溶菌素。也叫溶菌酶。,12,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,自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性物质（自噬体、分泌颗粒、带有溶酶体靶信号的蛋白质）自体吞噬（自噬过程）,残质体：次级溶酶体内消化分解后的残渣物质。,三、溶酶体的类型,13,内体,初级溶酶体,吞噬体,吞噬溶酶体,吞饮体,吞饮溶酶体,自噬体,自噬溶酶体,分泌颗粒,分泌溶酶体,次 级 溶 酶 体,残质体,异噬作用,自噬作用,胞外消化,14,人肾细胞的初级溶酶体 65,000,狗肝细胞的次级溶酶体 Th:钍颗粒 60,000,15,人心肌细胞的残体 40,000,人肝细胞的脂褐质 39,000,16,人肺泡吞噬细胞的髓样结构 38,000,17,四、溶酶体的功能,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。,1、溶酶体的消化作用,溶酶体的消化作用,异噬作用：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。,18,内体,初级溶酶体,吞噬体,异溶酶体,吞饮体,异溶酶体,自噬体,自溶酶体,分泌颗粒,分泌溶酶体,次 级 溶 酶 体,残质体,异噬作用,自噬作用,胞外消化,19,异噬作用,细胞吞噬物的消化异噬性溶酶体：对吞噬体的消化 (如细菌，起防御作用）对吞饮体的消化（细胞中胆固醇的来源)作用：消化分解外源性物质获取营养物质的同时，可消灭病原体或异物保护细胞，起到防御作用。,20,自噬作用,消化分解破损或衰老的细胞器，并降解为可利用的小分子，构建新的细胞结构。还可以调节细胞器数量及功能动态平衡。溶噬：溶酶体融合溶酶体，调节溶酶体数量相对稳定。分泌自噬：初级溶酶体吞噬细胞内分泌颗粒进行消化的过程。比如乳汁颗粒的粒溶作用。细胞饥饿状态下通过自噬作用消化自身物质，以维持细胞生存。衰老或病理状态下，细胞发生自噬作用加速细胞自我消耗。,21,胞外消化,溶酶体酶通过胞吐作用释放到细胞外，参与机体的生理作用。例：如受精过程和骨质更新过程 精子顶体(特化溶酶体)酶消化滤泡细胞精子到达卵膜受精 破骨细胞的溶酶体酶 - 细胞外 -陈旧骨细胞- 骨更新,释放,分解,22,破骨细胞由分化的巨噬细胞形成的多核细胞。具有破骨功能。 成骨细胞是骨形成的主要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌和矿化。骨不断地进行着重建，骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域，分泌酸性物质溶解矿物质，分泌蛋白酶消化骨基质，形成骨吸收陷窝；其后，成骨细胞移行至被吸收部位，分泌骨基质，骨基质矿化而形成新骨。破骨与成骨过程的平衡是维持正常骨量的关键。,23,2、溶酶体的自溶作用与器官发育,自溶作用：细胞体内的溶酶体膜破裂，内含的水解酶释放到细胞质中，导致细胞本身被消化的现象。两栖类蝌蚪变态发育时，尾部的退化与溶酶体的自溶作用有关。蝌蚪的尾巴细胞含丰富的溶酶体，机体溶酶体内的组织蛋白酶释放，细胞自溶，死亡，尾部消失。细胞凋亡也参与了蝌蚪变态发育,24,抗原加工,3、溶酶体参与免疫过程,4、溶酶体对激素分泌的调节作用,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,粒溶（分泌自噬）：当细胞内存在过多的激素时，溶酶体与多余激素颗粒结合并消化分解细胞内过多的激素的过程。,26,溶酶体参与激素的生成,如：甲状腺素的生成 甲状腺球蛋白(甲状腺上皮细胞合成) 腺体腔碘化 滤泡上皮 球蛋白大胶滴+内体性溶酶体 甲状腺素 进入血液,27,五、溶酶体与医学,(一)先天性溶酶体病(二)溶酶体与矽肺(三)溶酶体与类风湿关节炎(四)溶酶体与肿瘤的关系,28,溶酶体内缺乏某些酶，造成吞噬溶酶体内作用底物不被消化分解，从而积累于溶酶体内，致代谢障碍。也称溶酶体贮积症。,(一)先天性溶酶体病,29,大约有40多种，1）糖原沉积病 糖原贮积病型2）脂质沉积病 泰-萨氏病3）粘多糖沉积病,多为常染色体遗传病。,30,糖原贮积症型,患者缺少葡萄糖苷酶，糖原贮积在溶酶体内，溶酶体增大破裂 酶放出破坏组织、细胞。患者肌无力，易患吸入性肺炎，往往2岁左右死于心力-呼吸衰竭。,也称全身性糖原贮积症,31,糖原贮积症型,病因：肝脏中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，不能把葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖。,32,粘多糖沉积病,33,黑朦性先天愚病(Tay-Sachs disease),神经节苷脂贮积症，患者溶酶体内缺乏氨基己糖苷脂酶，体液中无该酶活性，不能分解神经节苷脂，在脑细胞内大量贮存（超正常100-300倍），患儿3-6个月出现症状,智能呈进行性减退，运动障碍，视力损伤，岁左右死于肺部感染。,34,35,SiO2,巨噬细胞,吞噬小体,内体性溶酶体,吞噬性溶酶体,+,SiO2 硅酸分子,溶酶体膜破裂,大量的水解酶和硅酸释放,自溶,成纤维细胞增生分泌胶原物质,克矽平,36,SiO2,被巨噬细胞吞入,吞噬小体,溶酶体,吞噬溶酶体,硅酸,溶酶体膜破裂,巨噬细胞死亡,释放的硅酸颗粒又被 其它的巨噬细胞吞噬,刺激成纤维细胞分泌大量的胶原,矽肺,大量巨噬细胞死亡,溶酶体与矽肺,37,38,39,贵州施秉县恒盛有限公司191名矽肺病人获赔近3000万元,2010年6月28日，新华社“新华视点”栏目以“污染企业成为好典型的背后贵州施秉县重大矽肺病事故追踪”为题进行报道后，进一步引起了相关领导和有关部门的重视。从业人员长期受工业硅冶炼产生的粉尘危害，截至7月2日，这家公司先后共有1343名职工进行职业健康检查和职业病诊断，确诊矽肺患者200例，,40,大众日报：比“矽肺病”更难治的是利益至上,这家高污染、高耗能企业竟是当地“学习和实践科学发展观”的典型，已“带病”运行十年之久。 尘肺病被称为“不移动的肺癌”，目前还没有可以彻底根治的办法。 然而，矽肺病难治，地方政府的“ GDP 狂想症”更难治 。,41,42,矽肺治疗,目前尚无能使矽肺病变完全逆转的药物，药物的治疗主要是早期组织或抑制矽肺的进展 。克矽平是高分子氮氧化合物，作用机制是在矽尘破坏巨噬细胞过程中起到保护作用，具有组织和延缓矽肺进展的作用，可用于治疗和预防。 汉防己碱 是中药汉防己科中提取的双苄基异喹啉类药物，它能使矽肺内胶原合成量减少。,43,溶酶体与类风湿性关节炎,致病原因不清，但患者关节骨的损伤是由于溶酶体膜脆性增大，酶局部释放，其中的胶原酶侵蚀软骨细胞。消炎痛和肾上腺皮质激素可稳定溶酶体膜，故有治疗作用。,44,溶酶体与肿瘤的关系,有人提出溶酶体与癌发生有关，主要论点是： 致癌物质进入细胞后，在与染色体整合之前先储存在溶酶体内； 作用于溶酶体膜的物质有时也能诱发细胞异常分裂 致癌物质导致细胞分裂机制紊乱及染色体异常等癌变现象，可能与细胞损伤时溶酶体释放出水解酶有关,45,溶酶体与疾病,溶酶体膜失常与疾病: 矽肺 、石棉沉着病、痛风-。,先天性溶酶体病：糖原贮积病、脂质沉积病、粘多糖沉积病-。,溶酶体与癌的关系：致癌物质进入细胞后，在与染色体整合之前先储存在溶酶体内,溶酶体与休克：,休克后缺血缺氧降低溶酶体膜的稳定性。,休克后缺血缺氧影响细胞的氧化磷酸化过程。,休克后缺血缺氧引起细胞内PH下降促进酶的激活。,溶酶体与疾病,46,最大 2 . 5um,最小 0.1um,1954年Rhodin电镜小鼠肾小管上皮细胞微体过氧化物酶体、乙醛酸循环体、氢酶体、糖酶体 一.过氧化物酶体的形态特征 电镜：由一层单位膜包围、高电子密度、圆形或卵圆 形的细胞器。,亦见半月形或长方形，3、3-二氨基联苯胺染成棕色-类核体,4.过氧化物酶体(peroxisome),47,二.过氧化物酶体所含的酶,氧化酶：约50%，特征：氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。,过氧化氢酶：约40%, 作用：对氧化酶作用底物后形成的过氧化氢还原成水。过氧化物酶：仅几种细胞中存在,标志酶：过氧化氢酶。,过氧化物酶 体,48,三.过氧化物酶体的功能,2H2O2,过氧化氢酶,2H2O +O2,防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用。,功 能,对细胞氧张力的调节作用： RH2+O2R+ H2O2对有毒物质的解毒作用：RH2+H2O2 R+ 2H2O,参与氧化，并参与乙酰辅酶A的再生作用,参与核酸、脂肪和糖的代谢,49,50,四、过氧化物酶体与医学,头面部畸形:前额突出,大囟门,枕平坦；白内障,眼周水肿；肌无力,紧抱反射消失,抽搐，生长发育不良。肝大,黄胆;出血,蛋白尿。 该病的一种类型是由于编码膜整合蛋白(组装因子-1