溶酶體及過氧化物酶體

1、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。高爾基體的蛋白質(zhì)加工修飾。高爾基體的蛋白質(zhì)分選運(yùn)輸(以溶酶體為例)。,1,2,3,4,,內(nèi)吞體,溶酶體的發(fā)生,rER,順面管網(wǎng),反面管網(wǎng),,高爾基復(fù)合體,溶酶體水解酶前體,,,加入磷酸基團(tuán),M-6-P,溶酶體酶,前 溶 酶 體,ATP,,,ADP+Pi,,H+,去除磷酸,,PH=5,成熟溶酶體,,Section3 lysosome溶酶體,,5,6,Christian de Duve, 1955,溶酶

2、體的定義,溶酶體：是單層膜包圍的，內(nèi)含多種酸性水解酶的囊泡狀細(xì)胞器。主要功能是分解內(nèi)源性和外源性物質(zhì)，稱細(xì)胞內(nèi)消化裝置。,7,學(xué)習(xí)內(nèi)容,一、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與膜的特性二、溶酶體的酶三、溶酶體的類型四、溶酶體的功能五、溶酶體與醫(yī)學(xué),8,一、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與膜的特性,直徑通常在0.2~0.8μm, 最小的為0.05μm，最大的可達(dá)幾個(gè)μm。光鏡下，細(xì)胞經(jīng)Gomori酸性磷酸酶法顯示為顆粒狀小體。電鏡下，溶酶體是由一層單位膜包圍

3、，內(nèi)含多種酸性水解酶的泡狀結(jié)構(gòu)。,9,10,溶酶體膜的特點(diǎn)膜上有質(zhì)子泵，將H+泵入其中，保持酸性環(huán)境。膜內(nèi)存在特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：可運(yùn)輸溶酶體消化水解的產(chǎn)物。膜蛋白高度糖基化，糖鏈朝向內(nèi)表面，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)不被溶酶體內(nèi)蛋白酶消化。溶酶體的膜含有能促進(jìn)膜穩(wěn)定性的膽固醇。,11,,酸性磷酸酶（AcP酶),三偏磷酸酶(TMP酶),標(biāo)志酶,二、溶酶體的酶,溶酶體含有60多種水解酶，這些水解酶多為酸性水解酶；包括蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶、磷酸

4、酶、硫酸酯酶等。,12,可水解核酸、蛋白質(zhì)、多糖及脂類及相應(yīng)的物質(zhì)（最適pH為5.0）。所以如果溶酶體的破裂將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。（少量溶酶體酶泄露到細(xì)胞質(zhì)中不會引起細(xì)胞損傷）,13,溶酶體,,初級溶酶體（非活動(dòng)性溶酶體）：只含酶不含底物,次級溶酶體（活動(dòng)性溶酶體）：初級溶酶體+底物,次級溶酶體,,異噬性溶酶體：初級溶酶體+外源性物質(zhì)——異噬過程,自噬性溶酶體：初級溶酶體+內(nèi)源性物質(zhì)（自噬體、分泌顆粒、帶有溶酶體靶信號的蛋白質(zhì)）——自體吞噬

5、（自噬過程）,三、溶酶體的類型,14,,,,,,,,,內(nèi)體,,,,初級溶酶體,,吞噬體,,,,吞噬溶酶體,,吞飲體,,,吞飲溶酶體,自噬體,,,,,自噬溶酶體,,,分泌顆粒,,,分泌溶酶體,,殘質(zhì)體,,,,,,,異噬作用,自噬作用,胞外消化,次級溶酶體,15,人腎細(xì)胞的初級溶酶體 ? 65,000,狗肝細(xì)胞的次級溶酶體 ?60,000,16,殘質(zhì)體(residue body) ：由于酶活性

6、下降，吞噬性溶酶體內(nèi)殘存一些未分解或分解不完全的物質(zhì)，色深，電子密度高，這種溶酶體稱為殘質(zhì)體。常見的殘質(zhì)體有脂褐質(zhì)、含鐵小體、多泡體和髓樣結(jié)構(gòu)。,17,人心肌細(xì)胞的殘?bào)w? 40,000,人肝細(xì)胞的脂褐質(zhì) ? 39,000,18,人肺泡吞噬細(xì)胞的髓樣結(jié)構(gòu) ? 38,000,19,四、溶酶體的功能,1、溶酶體的消化作用,,異噬作用：對細(xì)胞內(nèi)吞物的消化。,自噬作用：對自身物質(zhì)的消化。,胞外消化：對細(xì)胞外物質(zhì)的消化。,功能：參與細(xì)胞內(nèi)的各種

7、消化活動(dòng)，并與免疫活動(dòng)及激素分泌的調(diào)節(jié)有一定的關(guān)系。,20,,,,,,,,,,內(nèi)體,,,,初級溶酶體,,吞噬體,,,,異溶酶體,,吞飲體,,,異溶酶體,自噬體,,,,自溶酶體,,,分泌顆粒,,,分泌溶酶體,次 級 溶 酶 體,,殘質(zhì)體,,,,,,,,異噬作用,自噬作用,胞外消化,異噬作用,細(xì)胞吞噬物的消化→異噬性溶酶體：對吞噬體的消化 (如細(xì)菌，起防御作用）對吞飲體的消化（細(xì)胞中膽固醇的

8、來源)作用：消化分解外源性物質(zhì)獲取營養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，可消滅病原體或異物保護(hù)細(xì)胞，起到防御作用。,21,自噬作用,消化分解破損或衰老的細(xì)胞器，并降解為可利用的小分子，構(gòu)建新的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。還可以調(diào)節(jié)細(xì)胞器數(shù)量及功能動(dòng)態(tài)平衡。溶噬：溶酶體融合溶酶體，調(diào)節(jié)溶酶體數(shù)量相對穩(wěn)定。分泌自噬：初級溶酶體吞噬細(xì)胞內(nèi)分泌顆粒進(jìn)行消化的過程。比如乳汁顆粒的粒溶作用。細(xì)胞饑餓狀態(tài)下通過自噬作用消化自身物質(zhì)，以維持細(xì)胞生存。衰老或病理狀態(tài)下，細(xì)胞發(fā)生自噬作

9、用加速細(xì)胞自我消耗。,22,胞外消化,溶酶體酶通過胞吐作用釋放到細(xì)胞外，參與機(jī)體的生理作用。例：如受精過程和骨質(zhì)更新過程 精子頂體(特化溶酶體)酶→消化卵丘細(xì)胞→精子到達(dá)卵膜→受精 破骨細(xì)胞的溶酶體酶 ---→ 細(xì)胞外 ----→陳舊骨細(xì)胞----→ 骨更新,23,釋放,分解,2、溶酶體的自溶作用與器官發(fā)育,24,自溶作用：細(xì)胞體內(nèi)的溶酶體膜破裂，內(nèi)含的水解酶釋放到細(xì)胞質(zhì)中，導(dǎo)致細(xì)胞本身被消化的現(xiàn)象。兩棲類蝌

10、蚪變態(tài)發(fā)育時(shí)，尾部的退化與溶酶體的自溶作用有關(guān)。蝌蚪的尾巴細(xì)胞含豐富的溶酶體，機(jī)體溶酶體內(nèi)的組織蛋白酶釋放，細(xì)胞自溶，死亡，尾部消失。細(xì)胞凋亡也參與了蝌蚪變態(tài)發(fā)育。,抗原加工,3、溶酶體參與免疫過程,4、溶酶體對激素分泌的調(diào)節(jié)作用,抗原,初級溶酶體,+,,異溶酶體,,,90%降解,10%不被降解,,免疫原性復(fù)合物,,抗原提呈,T淋巴細(xì)胞識別,,免疫應(yīng)答,粒溶（分泌自噬）：當(dāng)細(xì)胞內(nèi)存在過多的激素時(shí)，溶酶體與多余激素顆粒結(jié)合并消化分解細(xì)

11、胞內(nèi)過多的激素的過程。,五、溶酶體與醫(yī)學(xué),先天性溶酶體病溶酶體與矽肺溶酶體與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎溶酶體與腫瘤的關(guān)系,26,溶酶體內(nèi)缺乏某些酶，造成吞噬溶酶體內(nèi)作用底物不被消化分解，從而積累于溶酶體內(nèi)，致代謝障礙。也稱溶酶體貯積癥。,27,(一)先天性溶酶體病,大約有40多種，糖原貯積病 糖原貯積病Ⅱ型脂質(zhì)沉積病 泰-薩氏病粘多糖沉積病,28,多為常染色體遺傳病。,糖原貯積癥Ⅱ型,患者缺少α葡萄糖苷酶，糖原貯積在溶酶體內(nèi)，溶酶

12、體增大破裂 →酶放出→破壞組織、細(xì)胞?；颊呒o力，易患吸入性肺炎，往往2歲左右死于心力-呼吸衰竭。,29,黑朦性先天愚病(Tay-Sachs disease),神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥，患者溶酶體內(nèi)缺乏氨基己糖苷脂酶，不能分解神經(jīng)節(jié)苷脂，在腦細(xì)胞內(nèi)大量貯存（超正常100-300倍），患兒3-6個(gè)月出現(xiàn)癥狀,智能呈進(jìn)行性減退，運(yùn)動(dòng)障礙，視力損傷，３歲左右死于肺部感染。,30,31,SiO2,,被巨噬細(xì)胞吞入,,吞噬小體,,溶酶體,,吞噬溶酶體,,

13、硅酸,,溶酶體膜破裂,,巨噬細(xì)胞死亡,釋放的硅酸顆粒又被 其它的巨噬細(xì)胞吞噬,刺激成纖維細(xì)胞分泌大量的膠原,矽肺,大量巨噬細(xì)胞死亡,,,,,溶酶體與矽肺,溶酶體與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,致病原因不清，但患者關(guān)節(jié)骨的損傷是由于溶酶體膜脆性增大，酶局部釋放，其中的膠原酶侵蝕軟骨細(xì)胞。消炎痛和腎上腺皮質(zhì)激素可穩(wěn)定溶酶體膜，故有治療作用。,32,溶酶體與腫瘤的關(guān)系,有人提出溶酶體與腫瘤的發(fā)生有關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)某些致癌物質(zhì)可以誘導(dǎo)溶酶釋放，直接損傷核

14、膜及DNA，參與細(xì)胞癌變的過程。,33,34,溶酶體與疾病,,溶酶體膜失常與疾病: 矽肺 、石棉沉著病、痛風(fēng)-------。,先天性溶酶體?。禾窃A積病、脂質(zhì)沉積病、粘多糖沉積病------。,溶酶體與癌的關(guān)系：致癌物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞后，在與染色體整合之前先儲存在溶酶體內(nèi),溶酶體與休克：,,休克后缺血缺氧降低溶酶體膜的穩(wěn)定性。,休克后缺血缺氧影響細(xì)胞的氧化磷酸化過程。,休克后缺血缺氧引起細(xì)胞內(nèi)PH下降促進(jìn)酶的激活。,溶酶體與疾病,Sect

15、ion4 peroxisome 過氧化物酶體,,35,36,Rhodin, 1954,37,一、過氧化物酶體的形態(tài)特征,,電鏡：由一層單位膜包圍、高電子密度、圓形或卵圓形的細(xì)胞器，亦見半月形或長方形，最小0.1um，最大1.5um。3、3-二氨基聯(lián)苯胺染色，可見內(nèi)含棕褐色顆粒的小膜性囊。,類核體(nucleoid)：有的過氧化物酶體中央含有電子密度高、呈規(guī)則形的結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)，稱類核體，實(shí)質(zhì)是尿酸氧化酶的結(jié)晶。人和鳥類無此酶，也無類核體

16、。,38,二、過氧化物酶體所含的酶,39,,氧化酶：約50%，特征：氧化底物的同時(shí)，將氧還原成過氧化氫。,過氧化氫酶：約40%, 作用：對氧化酶作用底物后形成的過氧化氫還原成水。,標(biāo)志酶：過氧化氫酶。,過氧化物酶：僅在幾種細(xì)胞內(nèi)存在，作用同過氧化氫酶。,40,功 能,,對有毒物質(zhì)的解毒作用：RH2+O2—?R+ H2O2RH2+H2O2 —? R+ 2H2O,對細(xì)胞氧張力的調(diào)節(jié)作用： RH2+O2—?R+ H2O2,參與β氧化

17、，并參與乙酰輔酶A的再生作用,參與核酸、脂肪和糖的代謝,三、過氧化物酶體的功能,四、過氧化物酶體與醫(yī)學(xué),肝腫瘤細(xì)胞中過氧化物酶體數(shù)目減少。炎癥或酒精中毒患者的細(xì)胞中過氧化物酶體增多。毒物（如安妥明）可引起過氧化物酶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)改變，如：出現(xiàn)帶狀或尾狀突起，變成長形或雙葉形等。,41,腦-肝-腎綜合征,頭面部畸形:前額突出,大囟門,枕平坦；白內(nèi)障,眼周水腫；肌無力,緊抱反射消失,抽搐，生長發(fā)育不良。肝大,黃膽;出血,蛋白尿。該病的一

18、種類型是由于編碼膜整合蛋白(組裝因子-1)的基因突變引起。使蛋白質(zhì)不能進(jìn)入過氧化物酶體,致過氧化物酶體缺少酶, 成為“空”過氧化物酶體。患者出生后3－6個(gè)月死亡。,42,第五節(jié)內(nèi)膜系統(tǒng)與細(xì)胞整體性,,43,44,膜流membrane flow：細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱膜流。,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),,運(yùn)輸小泡,,高爾基復(fù)合體,,大囊泡,,細(xì)胞膜,,溶酶體膜,45,初級溶酶體、次級溶酶體的概念。溶酶體的類型及膜的特性。過氧化物酶