細(xì)胞生物學(xué)72省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

三、溶酶體形態(tài)結(jié)構(gòu)與功效發(fā)覺(jué)：先差速離心，后形態(tài)觀(guān)察（1955年，deDuve&Novikoff）溶酶體（lysosome）：由單層膜圍繞，內(nèi)含各種酸性水解酶類(lèi)囊泡狀細(xì)胞器，主要功效是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)消化作用。對(duì)維持細(xì)胞正常代謝活動(dòng)及防御等方面起主要作用，在病理學(xué)中含有主要意義。酸性水解酶膜上有H+-pumps,pH5.0各種載體蛋白，向外轉(zhuǎn)運(yùn)水解產(chǎn)物膜蛋白高度糖基化第1頁(yè)（一）溶酶體形態(tài)結(jié)構(gòu)與類(lèi)型溶酶體是異質(zhì)性細(xì)胞器（形態(tài)大小、包含水解酶種類(lèi)）初級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體殘余(小)體（后溶酶體）0.2-0.5um，內(nèi)容物均一，無(wú)顯著顆粒物質(zhì)，含各種水解酶(酸性水解酶)，最適PH5，PH7失活自噬溶酶體異噬溶酶體內(nèi)含生物大分子、顆粒、膜片甚至細(xì)胞器，形態(tài)不規(guī)則，直徑達(dá)幾納米未消化物質(zhì)殘余在溶酶體中，經(jīng)過(guò)類(lèi)似胞吐方式排出內(nèi)容物殘余小體中物質(zhì)也可在細(xì)胞內(nèi)可形成脂褐質(zhì)色素顆粒，形成老年斑第2頁(yè)初級(jí)溶酶體殘余（?。w次級(jí)溶酶體第3頁(yè)（二）溶酶體功效——消化去除無(wú)用生物大分子、衰老細(xì)胞器及衰老損傷和死亡細(xì)胞——細(xì)胞內(nèi)消化不需要酶細(xì)胞器細(xì)胞自噬泡巨噬細(xì)胞自噬溶酶體異噬溶酶體異噬泡臺(tái)-薩氏(Tay-Sachs)（家族黑蒙性白?。┤苊阁w中β-氨基己糖脂酶A(β-N-hexosaminidaseA)缺失，GM2累積在腦細(xì)胞內(nèi)，精神呆滯，2-6歲死亡。類(lèi)似疾病——儲(chǔ)積癥——隱性遺傳病溶酶體中充滿(mǎn)了未降解物質(zhì)第4頁(yè)防御功效——細(xì)胞外消化去除抗原-抗體復(fù)合物及吞噬細(xì)菌、病毒巨噬細(xì)胞中自由基與溶酶體共同殺菌一些細(xì)胞特有功效：巨噬細(xì)胞等吞噬細(xì)胞麻風(fēng)桿菌、利什曼原蟲(chóng)：巨噬細(xì)胞中繁殖—抑制吞噬泡酸化—抑制酶活性病毒：受體介導(dǎo)胞吞作用侵入細(xì)胞—利用酸性環(huán)境釋放病毒核殼防御功效失靈第5頁(yè)其它主要生理功效作為細(xì)胞內(nèi)消化“器官”為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)分泌細(xì)胞中，參加分泌調(diào)整過(guò)程參加去除贅生性組織或退行性改變細(xì)胞：蝌蚪尾巴退化精子頂體為特化溶酶體，受精過(guò)程發(fā)生頂體反應(yīng)，促進(jìn)受精如將甲狀腺球蛋白降解成有活性甲狀腺素。營(yíng)養(yǎng)來(lái)自血液，內(nèi)吞LDL、血清脂蛋白第6頁(yè)動(dòng)物細(xì)胞溶酶體系統(tǒng)示意圖第7頁(yè)第8頁(yè)（三）溶酶體發(fā)生識(shí)別信號(hào)：不是肽鏈，而是依賴(lài)溶酶體酶構(gòu)象或三級(jí)結(jié)構(gòu)形成溶酶體蛋白Cis膜囊中間膜囊Trans膜囊N連接糖基化甘露糖N-乙酰葡糖胺磷酸去乙酰葡糖胺形成M6P受體結(jié)合出芽，形成初級(jí)溶酶體1.依賴(lài)M6P溶酶體分選路徑第9頁(yè)溶酶體發(fā)生過(guò)程第10頁(yè)2.溶酶體蛋白其它分選路徑依賴(lài)于M6P分選路徑效率不高，部分含有M6P標(biāo)志溶酶體酶經(jīng)過(guò)運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外。在細(xì)胞質(zhì)膜上還存在依賴(lài)于鈣離子M6P受體，與胞外溶酶體酶結(jié)合，經(jīng)過(guò)受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用，把酶運(yùn)輸至前溶酶體中，M6P受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，重復(fù)使用。還存在不依賴(lài)于M6P分選路徑，如T細(xì)胞溶酶體中酶經(jīng)過(guò)不依賴(lài)M6P路徑進(jìn)入溶酶體。溶酶體膜上蛋白不含有M6P標(biāo)志。酸性磷酸酶分選也不包括M6P路徑判定溶酶體主要標(biāo)志酶第11頁(yè)第12頁(yè)第13頁(yè)（四）溶酶體與過(guò)氧化物酶體過(guò)氧化物酶體（peroxisome）又稱(chēng)微體（microbody）——由單層膜圍繞內(nèi)含一個(gè)或幾個(gè)氧化酶類(lèi)細(xì)胞器，由J.Rhodin（1954）首次在鼠腎小管上皮細(xì)胞中發(fā)覺(jué)。是一個(gè)含有異質(zhì)性細(xì)胞器，在不一樣生物及不一樣發(fā)育階段有所不一樣。共同特點(diǎn)是內(nèi)含一至各種依賴(lài)黃素（FAD）氧化酶和過(guò)氧化氫酶（標(biāo)志酶），已發(fā)覺(jué)40各種氧化酶，如L-氨基酸氧化酶，D-氨基酸氧化酶等等，其中尿酸氧化酶（urateoxidase）含量極高，以至于在有些種類(lèi)形成酶結(jié)晶組成關(guān)鍵。第14頁(yè)人肝細(xì)胞過(guò)氧化物酶體第15頁(yè)小鼠肺細(xì)胞過(guò)氧化物酶體第16頁(yè)煙草葉肉細(xì)胞過(guò)氧化物酶體（中央含有尿酸氧化酶形成晶體狀關(guān)鍵）第17頁(yè)特征初級(jí)溶酶體過(guò)氧化物酶體形態(tài)大小無(wú)酶晶體常有酶晶體酶種類(lèi)酸性水解酶氧化酶、過(guò)氧化氫酶類(lèi)PH5左右7左右是否需氧不需要需要功效細(xì)胞內(nèi)消化各種功效發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成經(jīng)G出芽形成酶在細(xì)胞基質(zhì)中合成，經(jīng)分裂裝配形成標(biāo)志酶酸性水解酶過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化物酶體與溶酶體區(qū)分第18頁(yè)過(guò)氧化物酶體功效解毒功效依賴(lài)黃素氧化酶共性是將底物氧化后，生成過(guò)氧化氫。RH2+O2→R+H2O2過(guò)氧化氫酶又能夠利用過(guò)氧化氫，將其它底物氧化。R′H2+H2O2→R′+2H2O另外，當(dāng)細(xì)胞中H2O2過(guò)剩時(shí)，過(guò)氧化氫酶亦可催化以下反應(yīng)：2H2O2→2H2O+O2R’:酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質(zhì)第19頁(yè)分解脂肪酸，向細(xì)胞之間提供熱能在動(dòng)物中過(guò)氧化物酶體參加脂肪酸β氧化在植物中過(guò)氧化物酶體主要有：①參加光呼吸作用，將光合作用副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過(guò)氧化氫，②在萌發(fā)種子中，進(jìn)行脂肪β-氧化，產(chǎn)生CoA，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，加入三羧酸循環(huán)，將脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。因包括乙醛酸循環(huán)，又稱(chēng)乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome）。第20頁(yè)過(guò)氧化物酶體發(fā)生過(guò)氧化物酶體經(jīng)分裂繁殖，與線(xiàn)粒體、葉綠體相同，但不含DNA過(guò)氧化物酶體蛋白有核基因編碼，在基質(zhì)中合成，之后轉(zhuǎn)運(yùn)到過(guò)氧化物酶體中進(jìn)入過(guò)氧化物酶體需要在信號(hào)序列指導(dǎo)下進(jìn)行（PTS）PTS1多存在于C端PTS2多存在于N端過(guò)氧化物酶體膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成第21頁(yè)過(guò)氧化物酶體發(fā)生示意圖第22頁(yè)第23頁(yè)溶酶體與疾病1．矽肺

二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細(xì)胞吞噬，含有矽塵吞噬小體與溶酶體合并成為次級(jí)溶酶體。二氧化硅羥基與溶酶體膜磷脂或蛋白形成氫鍵，造成吞噬細(xì)胞溶酶體崩解，細(xì)胞本身也被破壞，矽塵釋出，后又被其它巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，如此重復(fù)進(jìn)行。受損或已破壞巨噬細(xì)胞釋放“致纖維化因子”，并激活成纖維細(xì)胞，造成膠原纖維沉積，肺組織纖維化。第24頁(yè)2．肺結(jié)核

結(jié)核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素，也無(wú)莢膜和侵襲性酶。不過(guò)菌體成份硫酸腦苷脂能抵抗胞內(nèi)溶酶體溶菌殺傷作用，使結(jié)核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長(zhǎng)繁殖，造成巨噬細(xì)胞裂解，釋放出結(jié)核桿菌再被吞噬而重復(fù)上述過(guò)程，最終引發(fā)肺組織鈣化和纖維化。第25頁(yè)3．各類(lèi)貯積癥

貯積癥（storagedisease）：是因?yàn)檫z傳缺點(diǎn)引發(fā)，因?yàn)槿苊阁w酶發(fā)生變異，功效喪失，造成底物在溶酶體中大量貯積，進(jìn)而影響細(xì)胞功效，常見(jiàn)貯積癥主要有以下幾類(lèi)。

臺(tái)-薩氏綜合征（Tay-Sachsdiesease）：又叫黑蒙性家族癡呆癥，溶酶體缺乏氨基已糖酯酶A（β-N-hexosaminidase），造成神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累，影響細(xì)胞功效，造成精神癡呆，2－6歲死亡。患者表現(xiàn)為漸進(jìn)性失明、病呆和癱瘓，該病主要出現(xiàn)在猶太人群中。

II型糖原累積?。≒ompe病）：溶酶體缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累，造成心、肝、舌腫大和骨骼肌無(wú)力。屬常染色體缺點(diǎn)性遺傳病，患者多為小孩，常在兩周歲以前死亡。第26頁(yè)

Gaucher?。河址Q(chēng)腦苷脂沉積病,是巨噬細(xì)胞和腦神經(jīng)細(xì)胞溶酶體缺乏β-葡萄糖苷酶造成。大量葡萄糖腦苷脂沉積在這些細(xì)胞溶酶體內(nèi),巨噬細(xì)胞變成Gaucher細(xì)胞，患者肝、脾、淋巴結(jié)等腫大，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生退行性改變，常在1歲內(nèi)死亡。

細(xì)胞內(nèi)含物病（inclusion-celldisease，I-celldisease）：N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶單基因突變引發(fā)。因?yàn)榛蛲蛔儯郀柣w中加工溶酶體前酶上不能形成M