第五章内膜系统过氧化物酶体囊泡疾病名师编辑PPT课件

1、第四节 过氧化物酶体l又称又称“微体微体”lj.rhodin 1954j.rhodin 1954年发现于鼠肾小管上皮细胞年发现于鼠肾小管上皮细胞l2020世纪世纪7070年代年代被确认并命名为过氧化物酶体被确认并命名为过氧化物酶体（peroxisomeperoxisome）l教学内容：教学内容：l过氧化物酶体的过氧化物酶体的形态结构形态结构l过氧化物酶体的过氧化物酶体的酶类组成酶类组成l过氧化物酶体的过氧化物酶体的功能功能l一层单位膜包裹而成的一层单位膜包裹而成的膜性细胞器膜性细胞器l多呈多呈圆形或卵圆形圆形或卵圆形，偶见半月形和长方形，偶见半月形和长方形l直径直径：0.21.5m0.21.5

2、ml突出特征：突出特征：l内含电子致密度较高、排列规则的内含电子致密度较高、排列规则的尿酸氧化酶尿酸氧化酶结晶结晶类核体类核体l界膜内表面可见一条高电子致密度的条带状结界膜内表面可见一条高电子致密度的条带状结构构边缘板边缘板一、过氧化物酶体的形态结构一、过氧化物酶体的形态结构l类核体为类核体为尿酸氧化酶尿酸氧化酶的结晶的结晶l人类人类和和鸟类鸟类的过氧化物酶体中不含此酶，故的过氧化物酶体中不含此酶，故无无类核体类核体。溶酶体与过氧化物酶体溶酶体与过氧化物酶体二二、过氧化物酶体膜具有较高的物质通透性过氧化物酶体膜具有较高的物质通透性l主要组分主要组分l脂类脂类：主要为：主要为磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱

3、和和磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺l蛋白质蛋白质：包括多种结构蛋白和酶蛋白：包括多种结构蛋白和酶蛋白l膜具有较高的物质通透性膜具有较高的物质通透性l可允许氨基酸、蔗糖、乳酸等小分子物质的自由可允许氨基酸、蔗糖、乳酸等小分子物质的自由穿越穿越l在一定条件下，可允许一些大分子物质的非吞噬在一定条件下，可允许一些大分子物质的非吞噬性穿膜转运性穿膜转运l保证了反应底物及代谢产物的通常运输保证了反应底物及代谢产物的通常运输l40余种，不同过氧化物酶体所含酶类不同l可分为三类1.1.氧化酶类：氧化酶类：占酶总量的占酶总量的50%50%60%60%2.2.过氧化氢酶类：过氧化氢酶类：占占40%40%，标志酶标志酶

4、3.3.过氧化物酶类过氧化物酶类：仅存于血细胞等少数几种细胞仅存于血细胞等少数几种细胞三、过氧化物酶体的酶类组成三、过氧化物酶体的酶类组成（一）解毒（一）解毒 过氧化物酶体能够清除细胞代谢过程中产生的过氧化物酶体能够清除细胞代谢过程中产生的h h2 2o o2 2及其他毒性物质及其他毒性物质( (对肝、肾细胞很重要对肝、肾细胞很重要) )通过通过氧化酶氧化酶与与过氧化氢酶过氧化氢酶催化作用的偶联催化作用的偶联四、过氧化物酶体的功能四、过氧化物酶体的功能甲酸、甲醛、甲酸、甲醛、酚、醇等酚、醇等（二）细胞氧张力的调节（二）细胞氧张力的调节 细胞出现高浓度氧状态时，过氧化物酶体通过细胞出现高浓度氧状

5、态时，过氧化物酶体通过增强其氧化作用来调节氧浓度，避免细胞遭受高增强其氧化作用来调节氧浓度，避免细胞遭受高浓度氧的损害。浓度氧的损害。（三）参与脂肪酸等高能分子的分解转化（三）参与脂肪酸等高能分子的分解转化五、过氧化物酶体的发生（五、过氧化物酶体的发生（了解）l两种观点：两种观点：观点一：类似于溶酶体的形成过程观点一：类似于溶酶体的形成过程溶酶体的形成过程溶酶体的形成过程观点二：类似于线粒体观点二：类似于线粒体，由原有的过氧化物酶体由原有的过氧化物酶体 分裂而来分裂而来线粒体的分裂线粒体的分裂过氧化物酶体的发生过氧化物酶体小结过氧化物酶体小结：一层单位膜；囊泡状；内含细颗粒状物质一层单位膜；囊

6、泡状；内含细颗粒状物质突出特征：突出特征：类核体类核体氧化酶类氧化酶类 过氧化氢酶（过氧化氢酶（标志酶标志酶）过氧化物酶类过氧化物酶类（仅存于血细胞等少数几种细胞）仅存于血细胞等少数几种细胞） 清除细胞代谢过程中产生的清除细胞代谢过程中产生的h h2 2oo2 2及其他毒性物质及其他毒性物质解毒作用解毒作用 调节细胞氧张力调节细胞氧张力 参与脂肪酸等高能物质的分解参与脂肪酸等高能物质的分解1：1l各种内膜系统细胞器的标志酶各种内膜系统细胞器的标志酶lerer：葡萄糖：葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶lgcgc：糖基转移酶：糖基转移酶l溶酶体：酸性磷酸酶溶酶体：酸性磷酸酶l过氧化物酶体：过氧化氢酶过

7、氧化物酶体：过氧化氢酶l囊泡（囊泡（vesiclevesicle）是真核细胞中的膜泡结构是真核细胞中的膜泡结构l各种囊泡均由细胞器膜或质膜芽生而成各种囊泡均由细胞器膜或质膜芽生而成l囊泡的形成伴随着细胞内物质的定向运输囊泡的形成伴随着细胞内物质的定向运输第五节第五节 囊泡与囊泡转运囊泡与囊泡转运一、囊泡在胞内蛋白质运输中的作用一、囊泡在胞内蛋白质运输中的作用l胞内蛋白质的运输主要有三种方式：胞内蛋白质的运输主要有三种方式：门控运输门控运输（gated transport）穿膜运输穿膜运输（transmembrane transport）小泡运输小泡运输（vesicular transport）

8、二、囊泡的来源与类型二、囊泡的来源与类型l承担胞内物质定向运输的囊泡至少有承担胞内物质定向运输的囊泡至少有1010种以上种以上，目前了解较多的有三种：目前了解较多的有三种：有被小泡有被小泡（clathrin coated vesicles）有被有被小小泡泡（copi coated vesicles）有被有被小小泡泡（copii coated vesicles）cop：coatomer-protein 包被蛋白（一）网格蛋白有被小泡（一）网格蛋白有被小泡：网格蛋白网格蛋白（clathrin）网网格格蛋蛋白白有有被被囊囊泡泡coated pits and vesicles on the cytos

9、olic surface of membranesfreeze-etch 高尔基体高尔基体内体内体、溶酶体溶酶体、质膜外质膜外 胞外物质胞外物质细胞质细胞质 内体内体溶酶体溶酶体网格蛋白网格蛋白：形成囊泡网格状外被：形成囊泡网格状外被衔接蛋白衔接蛋白：填充于网格蛋白结构外框与囊膜之间的间：填充于网格蛋白结构外框与囊膜之间的间隙中，介导网格蛋白与囊膜跨膜蛋白受体的连接隙中，介导网格蛋白与囊膜跨膜蛋白受体的连接发动蛋白发动蛋白：gtpgtp结合蛋白，与囊泡的断离有关结合蛋白，与囊泡的断离有关发动蛋白发动蛋白（二）（二）cop有被小泡有被小泡由由5 5种亚基种亚基lcopcopsar1 sec13/

10、31 sec13/31复合体复合体 sec23/24sec23/24复合体复合体 sar1 sar1是一种是一种gtp结合蛋白结合蛋白，通过与，通过与gtp或或gdp的结合，调节的结合，调节cop囊泡囊泡外被的装配与去装配。外被的装配与去装配。lcop来源来源： rer（介导介导ergc的物质运输的物质运输）( (内质网内质网- -高尔高尔基体中间体基体中间体) )copcop小泡的物质转运具有选择性小泡的物质转运具有选择性（三）（三） cop有被小泡有被小泡 gcgcer的的逆向运输逆向运输( ( gcgc各膜囊层间的各膜囊层间的逆向运输逆向运输l来源来源：高尔基复合体高尔基复合体k:赖氨酸

11、赖氨酸d:天冬氨酸天冬氨酸e:谷氨酸谷氨酸l:亮氨酸亮氨酸cop介导的运输途径介导的运输途径：、 、lcopcoparf蛋白蛋白三三种种有有被被囊囊泡泡的的运运输输途途径径三、三、囊泡转运囊泡转运（一）囊泡转运是细胞物质定向运输的基本途径（一）囊泡转运是细胞物质定向运输的基本途径l囊泡转运的概念囊泡转运的概念* 囊泡转运囊泡转运(vesicular transport) (vesicular transport) 是指囊泡以是指囊泡以出芽的方式，从一种细胞器膜产生、断离后又出芽的方式，从一种细胞器膜产生、断离后又定定向地向地与另一种细胞器膜融合的过程。与另一种细胞器膜融合的过程。l囊泡转运的作

12、用囊泡转运的作用：l细胞内物质定向运输的基本形式细胞内物质定向运输的基本形式l细胞内外物质交换细胞内外物质交换l信号传递信号传递l细胞膜与内膜系统功能结构转换和代谢更新细胞膜与内膜系统功能结构转换和代谢更新的桥梁的桥梁（二）（二）囊泡转运是一个、受到和的物质运输过程如：如：由由rer合成、进入到合成、进入到rer的外输性蛋白质的外输性蛋白质l囊泡转运的方式：囊泡转运的方式：l近距离：以弥散的方式进行近距离：以弥散的方式进行l远距离：需要有远距离：需要有运动蛋白（马达蛋白）运动蛋白（马达蛋白）协助协助l囊泡与靶膜的识别、融合机制目前还知之甚少，囊泡与靶膜的识别、融合机制目前还知之甚少，近年来，近

13、年来，rothmanrothman等提出的等提出的snaresnare假说假说受到广泛关受到广泛关注。注。（三）（三）特异性融合特异性融合是囊泡物质定向转运和是囊泡物质定向转运和准确卸载的基本保证准确卸载的基本保证lsnares（soluble n-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors）l已发现已发现30多种（动物细胞）多种（动物细胞） 囊泡囊泡 snares ( (vesicle-snares, v-snares) ) 靶靶 snares ( (target-snares, t-snares) )l两者互为识

14、别、两者互为识别、特异互补特异互补介导囊泡与介导囊泡与靶膜的特异性融合靶膜的特异性融合v-snaresv-snares与与t-snarest-snares之间的特异性识别与结合，使之间的特异性识别与结合，使得转运囊泡得转运囊泡只在靶膜上锚泊停靠只在靶膜上锚泊停靠，保证了物质的定，保证了物质的定向运输和准确卸载。向运输和准确卸载。( (四四) )囊泡转运是实现细胞膜及内膜系统囊泡转运是实现细胞膜及内膜系统 功能结构转换和代谢更新的桥梁功能结构转换和代谢更新的桥梁l概念：概念：囊泡、囊泡转运囊泡、囊泡转运l囊泡转运的作用囊泡转运的作用：细胞物质定向运输的基本形式细胞物质定向运输的基本形式细胞内外物

15、质交换细胞内外物质交换信号传递信号传递细胞膜与内膜系统功能结构转换和代谢更新的桥梁细胞膜与内膜系统功能结构转换和代谢更新的桥梁l囊泡与靶膜特异性融合的分子机制囊泡与靶膜特异性融合的分子机制 囊泡上囊泡上v-snaresv-snares与靶膜上与靶膜上t-snarest-snares之间的特异性识之间的特异性识别与结合，使得转运囊泡别与结合，使得转运囊泡只在靶膜上锚泊停靠只在靶膜上锚泊停靠，保证，保证了物质的定向运输和准确卸载。了物质的定向运输和准确卸载。衣被衣被类型类型组成组成来源来源运输途径运输途径网格网格蛋白蛋白网格蛋白网格蛋白衔接蛋白衔接蛋白发动蛋白发动蛋白质膜质膜gcgc质膜质膜细胞质

16、细胞质 内体内体溶酶体溶酶体gcgc内体内体、溶酶体溶酶体、质膜外质膜外copiicopii5 5种亚基（种亚基（sar1sar1蛋白蛋白是决定装配与去装配是决定装配与去装配的决定因素）的决定因素）rerrerrerrergcgc（顺向运输顺向运输）copicopi多种亚基（多种亚基（arfarf蛋白蛋白是决定装配与去装配是决定装配与去装配的决定因素）的决定因素）gcgcgcgcer er （逆向运输逆向运输）gcgc各膜囊层间各膜囊层间逆向运输逆向运输捕获和回收转运捕获和回收转运er逃逸蛋白逃逸蛋白l有被囊泡的类型、来源与功能（运输途径）有被囊泡的类型、来源与功能（运输途径）第六节第六节 内

17、膜系统与医学的关系内膜系统与医学的关系一、内质网的病理变化一、内质网的病理变化二、高尔基复合体的病理形态变化二、高尔基复合体的病理形态变化三、溶酶体与疾病三、溶酶体与疾病（重点重点）四、过氧化物酶体与疾病四、过氧化物酶体与疾病一、内质网的病理变化一、内质网的病理变化( (一一) )内质网最常见的病理改变是肿胀、肥大或内质网最常见的病理改变是肿胀、肥大或 囊池塌陷囊池塌陷lna 和水的渗入内流；低氧、辐射、阻塞等是引起er肿胀的常见原因l膜的过氧化损伤所致的合成障碍，则往往造成er囊池的塌陷敌枯霜中毒敌枯霜中毒的大鼠甲状腺细胞：的大鼠甲状腺细胞：rerrer扩张，形成泡状结构。扩张，形成泡状结构

18、。扩张成扩张成泡状的泡状的rer(二二)er腔中腔中包涵物的形成和出现包涵物的形成和出现是某些疾病是某些疾病 或病理过程的表现特征或病理过程的表现特征l在药物中毒、肿瘤所致的代谢障碍情况下，可观在药物中毒、肿瘤所致的代谢障碍情况下，可观察到一些包涵物在察到一些包涵物在erer中的形成出现；中的形成出现；l某些遗传病患者，由于某些遗传病患者，由于erer合成蛋白质的分子结构合成蛋白质的分子结构异常，则有蛋白质、糖原、脂类在异常，则有蛋白质、糖原、脂类在erer中的积累。中的积累。l如如- 1 - 1 抗胰蛋白酶缺乏症抗胰蛋白酶缺乏症l一种一种arar病病l患者血清中缺乏患者血清中缺乏-1-1-抗

19、胰蛋白酶抗胰蛋白酶，肝细胞的，肝细胞的rerrer中中却贮存着异常的却贮存着异常的-1-1-抗胰蛋白酶。抗胰蛋白酶。l原因原因：酶的分子结构异常：酶的分子结构异常在在erer内聚积，不能内聚积，不能从肝细胞排出从肝细胞排出血液中缺乏这种酶血液中缺乏这种酶致病致病l临床特点临床特点：新生儿肝炎，婴幼儿和成人的肝硬：新生儿肝炎，婴幼儿和成人的肝硬化、肝癌和肺气肿等。化、肝癌和肺气肿等。 -1-1抗胰蛋白酶缺乏症抗胰蛋白酶缺乏症（三）内质网在不同肿瘤细胞中呈现多样性的改变（三）内质网在不同肿瘤细胞中呈现多样性的改变l低分化癌细胞中稀少，高分化癌细胞中丰富；低分化癌细胞中稀少，高分化癌细胞中丰富；l低

20、侵袭力癌细胞中较少，高侵袭力癌细胞中低侵袭力癌细胞中较少，高侵袭力癌细胞中丰富；丰富；l有人认为，有人认为，孔环状片层孔环状片层也是肿瘤细胞中常见的也是肿瘤细胞中常见的内质网改变。内质网改变。二、高尔基复合体的病理形态变化二、高尔基复合体的病理形态变化（一）功能亢进导致高尔基复合体的（一）功能亢进导致高尔基复合体的代偿性肥大代偿性肥大（二）毒物作用导致高尔基复合体的（二）毒物作用导致高尔基复合体的萎缩与损坏萎缩与损坏l长期过量饮酒是脂肪肝的常见诱因长期过量饮酒是脂肪肝的常见诱因l乙醇等毒性物质作用下乙醇等毒性物质作用下肝细胞中肝细胞中gcgc的脂蛋白正的脂蛋白正常合成分泌功能丧失常合成分泌功能

21、丧失脂肪肝脂肪肝l在这种病理状态下，肝细胞在这种病理状态下，肝细胞gcgc中脂蛋白颗粒明显中脂蛋白颗粒明显减少甚至消失，减少甚至消失，gcgc自身萎缩，结构受到破坏。自身萎缩，结构受到破坏。（三）肿瘤细胞中高尔基复合体的形态（三）肿瘤细胞中高尔基复合体的形态 与肿瘤细胞的与肿瘤细胞的分化状态分化状态有关有关l低分化低分化的大肠癌细胞中：的大肠癌细胞中：gcgc不发达不发达，仅为一些分泌小泡聚集在一起，位于细胞核周围；l高分化高分化的大肠癌细胞中：的大肠癌细胞中：gcgc特别发达特别发达，具有典型的gcgc形态结构。三、溶酶体与疾病三、溶酶体与疾病l溶酶体病：由于溶酶体的结构或功能异常溶酶体病：

22、由于溶酶体的结构或功能异常所引起的疾病所引起的疾病l溶酶体异常：溶酶体异常：l溶酶体酶异常溶酶体酶异常缺乏或缺陷缺乏或缺陷l溶酶体膜异常溶酶体膜异常溶酶体酶的释放或外泄溶酶体酶的释放或外泄（一）溶酶体酶缺乏或缺陷疾病（一）溶酶体酶缺乏或缺陷疾病l溶酶体贮积病溶酶体贮积病l已发现已发现4040余种余种l多为一些先天性疾病多为一些先天性疾病l举例：举例：n泰萨氏病泰萨氏病niiii型糖原累积病型糖原累积病泰萨氏病泰萨氏病（tay-sachs disease）l又称黑蒙性痴呆，又称黑蒙性痴呆，arar病病l病因病因* *：溶酶体缺少：溶酶体缺少氨基己糖酶氨基己糖酶a a，导致神经节苷，导致神经节苷

23、脂脂g gm2m2在神经元中堆积，神经坏死在神经元中堆积，神经坏死。l症状症状：患者表现为：患者表现为渐进性失明、痴呆渐进性失明、痴呆和瘫痪，多在和瘫痪，多在2 2- -6 6岁岁死亡。该病主要出死亡。该病主要出现在犹太人群中。现在犹太人群中。泰泰-萨氏综合征神经元中同心圆状的溶酶体萨氏综合征神经元中同心圆状的溶酶体 溶酶体溶酶体ii ii 型糖原累积病型糖原累积病l病因病因* *：由于基因缺陷，溶酶体缺乏由于基因缺陷，溶酶体缺乏-1,4-1,4-葡葡萄糖苷酶萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。，糖原在溶酶体中积累。 主要受累：脑、肝、肾、骨骼肌和心肌等主要受累：脑、肝、肾、骨骼肌和心肌等larar

24、病，婴儿期发病，症状为肌无力、进行性心病，婴儿期发病，症状为肌无力、进行性心力衰竭，常在两周岁以前死亡。力衰竭，常在两周岁以前死亡。 （二）（二）溶酶体酶的释放或溶酶体酶的释放或 外泄造成的疾病外泄造成的疾病 矽肺矽肺* ： siosio2 2巨噬细胞吞噬巨噬细胞吞噬 siosio2 2在溶酶体内形成矽酸在溶酶体内形成矽酸 溶酶体膜破裂溶酶体膜破裂巨噬细胞自溶、死亡巨噬细胞自溶、死亡 释放巨噬细胞纤维化因子释放巨噬细胞纤维化因子成纤维细胞合成、分成纤维细胞合成、分泌大量胶原蛋白泌大量胶原蛋白胶原纤维在肺部大量沉积胶原纤维在肺部大量沉积肺组肺组织纤维化，弹性降低织纤维化，弹性降低 呼吸功能下降呼

25、吸功能下降治疗药物：克矽平治疗药物：克矽平矽肺纤维结节矽肺纤维结节痛风痛风 主要临床生化指征主要临床生化指征：高尿酸血症：高尿酸血症 发病机理发病机理：嘌呤代谢紊乱：嘌呤代谢紊乱血尿酸盐升高血尿酸盐升高尿酸盐沉积尿酸盐沉积于关节、关节周围及多种组织于关节、关节周围及多种组织被白细胞吞噬被白细胞吞噬尿酸盐尿酸盐使使溶酶体膜稳定性下降溶酶体膜稳定性下降白细胞自溶白细胞自溶：l溶酶体酶溶酶体酶、组胺等释放组胺等释放，引发所在沉积组织急性炎症引发所在沉积组织急性炎症l尿酸盐被释放，继续在组织中沉积尿酸盐被释放，继续在组织中沉积l关节、关节周围、滑膜、腱鞘等关节、关节周围、滑膜、腱鞘等异物性肉芽肿异物性

26、肉芽肿l肾脏肾脏尿酸性肾结石尿酸性肾结石 或慢性间质性肾炎或慢性间质性肾炎l细胞内含物病（细胞内含物病（inclusion-cell diseaseinclusion-cell disease）l由于基因缺陷，导致由于基因缺陷，导致n-n-乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶异常，溶酶体酶不能在异常，溶酶体酶不能在gcgc进行分选和包装，溶酶体进行分选和包装，溶酶体水解酶几乎全部丢失，消化底物蓄积在溶酶体中，水解酶几乎全部丢失，消化底物蓄积在溶酶体中，最终在病人细胞中形成大的包涵体最终在病人细胞中形成大的包涵体。了解四、过氧化物酶体与疾病四、过氧化物酶体与疾病（一）原发性过氧化物酶体缺陷所致的疾病（一）原发性过氧化物酶体缺陷所致的疾病1.1.遗传性无过氧化氢酶血症遗传性无过氧化氢酶血症