分子细胞生物学教学课件：Chapter6-溶酶体改

1、 第八章 溶酶体和过氧化物酶体第一节 溶酶体（lysosome）1955年，Christian de Duve利用电子显微镜发现并命名了溶酶体。与Albert Claude(内质网)、George E. Palade(核糖体、线粒体结构)共同获1974年诺贝尔生理医学奖溶酶体存在于动物细胞中 溶酶体的结构、组成特点溶酶体的形成过程溶酶体的消化底物来源溶酶体的功能溶酶体与疾病一层单位膜围成球形、卵圆形的结构 直径0.2-0.8m。一、溶酶体的形态结构和化学组成溶酶体是异质性细胞器溶酶体腔里酸性磷酸酶是其标志酶标志酶溶酶体的膜的结构组成特点膜脂的特点： 含有其它膜不具有的多萜醇衍生物和bis-单酰

2、甘油磷酸膜蛋白的特点： 1、膜上有质子泵，维持酸性内环境 2、膜上蛋白高度糖基化，抵御水解酶 3、膜上有多种载体蛋白，转运水解产物 4、溶酶体膜整合糖蛋白C端具有高度保守性， 可能是该蛋白向溶酶体运输的识别信号 二 、溶酶体的形成溶酶体酶蛋白的合成、糖基化与磷酸化 溶酶体酶蛋白在RER上合成，内质网腔内加工形成末端糖基为甘露糖的N-连接糖蛋白，经由内质网出芽形成运输小泡运输到高尔基体，在顺面高尔基网处识别并标记甘露糖-6-磷酸(mannose-6-phosphate, M6P) 溶酶体酶蛋白在内质网上的合成与糖基化 高尔基体对溶酶体酶蛋白的识别与标记:到了高尔基体的溶酶体酶蛋白上信号斑被N-乙

3、酰葡糖胺磷酸转移酶识别，将UDP- N-乙酰葡糖胺转移到甘露糖第六碳原子上，由糖苷酶切去N-乙酰葡糖胺形成M6P(甘露糖-6-磷酸)信号斑(Signal patch)多肽链中不同位置的多段信号序列通过折叠相互靠近在蛋白质表面形成一个特殊的构象或三级结构，可作为一个信号被识别称为信号斑。 溶酶体酶蛋白的分选在反面高尔基网有受体识别、结合标记有M6P的溶酶体酶，出芽，以有被小泡形式脱离高尔基体溶酶体的形成有被小泡脱衣被成为无被小泡，送入晚内体。内体膜上有质子泵，使腔内pH值低，M6P-蛋白水解酶与受体分离，经磷酸酶去磷酸化，M 6P受体则出芽形成小泡的形式重新回到高尔基体反面网膜上,溶酶体形成 三

4、、溶酶体的类型消化底物的来源吞噬物胞饮物自噬物 溶酶体降解的底物的来源有三条途径吞噬（phagocytosis） 摄入颗粒物质形成的吞噬体(phagosome)较大，大于250nm过程：吸附+包裹+吞进 残余小体（residual body） 吞噬性溶酶体末期阶段，酶活力下降，未被消化和分解的物质残留在溶酶体内，成为残余小体。脂褐质、含铁小体、髓样结构19胞饮（pinocytosis）摄入可溶大分子或极微小颗粒。进入细胞内的物质形成胞饮小泡；小于150nm根据物质进入细胞内部后的去向分为：受体介导内吞(receptor-mediated endocytosis)穿胞运输（transcytosi

5、s） 受体介导内吞(receptor-mediated endocytosis) 细胞特异性摄取细胞外大分子物质的过程： 细胞膜受体专一性识别并结合相应配体，此处质膜胞质面有成笼蛋白，质膜凹陷形成有被小窝，包围物质后与质膜脱离形成有被小泡将细胞外物质摄入细胞内，被溶酶体消化。 21受体介导内吞作用已知有25种以上的大分子依赖受体介导内吞作用。血液中低密度脂蛋白的摄取、细胞内吞转铁蛋白向细胞提供铁。生长激素胰岛素表皮生长因子神经生长因子白细胞介素低密度脂蛋白（LDL）的摄入 LDL颗粒通过载脂蛋白与细胞膜上的LDL受体结合。LDL颗粒: LDL受体：LDL受体是一次跨膜糖蛋白。LDL受体蛋白合成

6、后被运输到细胞质膜，在细胞质膜集中并形成有被小窝，当血液中有LDL颗粒，可立即与LDL结合形成LDL-受体复合物。24 早内体 脱去衣被的胞饮泡，膜上有V型H+泵，使内部弱酸（pH 6.0）。晚内体 内体中配体与膜受体分离后受体出芽后的其余部分。内部强酸化（pH 5.0） 多泡内体 早内体向内迁移形成晚内体的过程中，膜向内凹陷出芽形成内体内的小泡，这种含若干小泡的内体称为多泡内体。31穿胞运输（transcytosis）：物质被细胞膜上受体结合后内吞，穿越细胞转运到细胞的另一侧，通过胞吐作用释放出去。 例如抗体的转运。 陷窝由质膜脂筏区内陷形成，主要结构蛋白是陷窝蛋白（caveolin）。陷窝

7、最后也有长颈被掐下来形成小泡，进行穿胞运输 33外排（exocytosis）与内吞作用相反，细胞内某些物质由膜包围成小泡从细胞内逐步移到质膜下方，小泡膜与质膜融合，把物质排到细胞外的过程。 The synthesis and release of secretory proteins in acinar cells of the rat pancreas. 溶酶体与内吞作用有关四、溶酶体的功能（一）细胞内消化：对内吞物质的消化分解，具有营养作用 次级溶酶体：新生溶酶体融入来自细胞外或细胞内消化底物，形成次级溶酶体，体积较大，内含酸性水解酶和相应的底物。（二）防御功能：吞噬性溶酶体消化病原体具有

8、防御作用（三）对细胞无用物质的分解和衰老、损坏细胞器的清除： 自噬性溶酶体：新生溶酶体与自噬体融合形成，清除细胞内衰老和多余的细胞器，或解决细胞急需。 （四）在个体发生、发育过程起重要作用 在器官组织变态与萎缩中起作用 骨骼发生中消除陈旧骨质（五）协助精子与卵细胞受精（六）参与甲状腺素的形成、清除过多的激素五、溶酶体功能异常导致的疾病（一）先天性溶酶体病（酶缺乏造成） 底物贮积，溶酶体过载。 如黑朦性先天愚型，缺乏-氨基己糖酯酶，脑组织中神经节苷脂大量积累，造成患者精神呆滞，2-6岁死亡。 型肝糖病，缺乏-糖苷酶，糖原不能降解为葡萄糖，心脏增大，肌无力，2岁前死亡。（二）溶酶体与矽肺（膜受损造成）（三）肺结核植物液泡（vacuoles）植物、藻类、真菌细胞中含一个或几个液泡 功能消化：液泡内有酸性水解酶可降解底物贮存养料和代谢物：液泡膜可将物质逆 浓度梯度输入液泡调节细胞膨压：保持细胞体积：种子萌发：贮存液泡中的水解酶在种子萌发时释放可水解储存的蛋白质小体、淀粉粒等供种子萌发用。膜上ATP驱动泵(膜转运蛋白)的分类:4类P类离子泵： 结合ATP运输时亚基磷酸化（phosphorylated 质膜钠钾泵、钙泵，肌浆网上钙泵V类、F类：只运输质子 F类位于线粒体 V类离子泵位于溶酶体、液泡、内体等膜上ABC超家族：有ATP-binding cassette， 质膜上运输多肽和多种