溶酶体－王金发细胞生物学讲义

溶酶体－王金发细胞生物学讲义内容摘要：

溶酶体－王金发细胞生物学讲义 酶 体 ( 酶 体 是 动 物 细 胞 中 一 种 膜 结 合 细 胞 器 ,含 有 多 种 水 解 酶 类 , 在 细 胞 内 起 消 化 和保 护 作 用 , 可 与 吞 噬 泡 或 胞 饮 泡 结 合 , 消 化 和 利 用 其 中 的 物 质。 也 可 以 消 化 自 身 细 胞破 损 的 细 胞 器 或 残 片 ,有 利 于 细 胞 器 的 重 新 组 装 、 成 分 的 更 新 及 废 物 的 消 除。 酶 体 的 形 态 结 构 溶 酶 体 的 形 态溶 酶 体 是 一 种 异 质 性 ( 细 胞 器 , 不 同 来 源 的 溶 酶 体 形 态 、 大 小 , 甚 至 所 含 有 酶 的 种 类 都 有 很 大 的 不 同。 溶 酶 体 呈 小 球 状 , 大 小 变 化 很 大 ， 直 径 一 m， 最 大 的 可 超 过 1 m,最 小 的 直 径 只 有 25 50图 9 肝 组 织的 胞 (肝 星 形 细 胞 )中 不 同 大 小 的 溶 酶 体 ,该 细 胞 主 要 是 吞 噬 衰 老 的 红 细 胞。 图 9 酶 体 的 形 态 大 小具 吞 噬 作 用 的 肝 胞 中 不 同 大 小 的 溶 酶 体 , 图 中 示 出 至 少 10 个 不 同 大小 的 溶 酶 体。 溶 酶 体 膜 的 稳 定 性溶 酶 体 的 外 被 是 一 层 单 位 膜 , 内 部 没 有 任 何 特 殊 的 结 构。 由 于 溶 酶 体 中 含 有 各 种 不同 的 水 解 酶 类 ,所 以 溶 酶 体 在 生 活 细 胞 中 必 须 是 高 度 稳 定 的。 溶 酶 体 的 稳 定 性 与 其 膜 的 结构 组 成 有 关 ： 溶 酶 体 膜 中 嵌 有 质 子 运 输 泵 (H+将 H+ 泵 入 溶 酶 体 内 , 使 溶 酶 体 中的 H+ 浓 度 比 细 胞 质 中 高 ； 同 时 , 在 溶 酶 体 膜 上 有 通 道 蛋 白 ， 可 向 溶 酶 体 中运 输 , 两 种 运 输 蛋 白 作 用 的 结 果 ， 就 等 于 向 溶 酶 体 中 运 输 了 以 此 维持 溶 酶 体 内 部 的 酸 性 环 境 ( 为 溶 酶 体 膜 含 有 各 种 不 同 酸 性 的 、 高 度 糖 基 化 膜 整 合 蛋 白 , 这 些 膜 整 合 蛋 白 的功 能 可 能 是 保 护 溶 酶 体 的 膜 免 遭 溶 酶 体 内 酶 的 攻 击 , 有 利 于 防 止 自 身 膜 蛋 白 的 降 解。 溶 酶 体 膜 含 有 较 高 的 胆 固 醇 , 促 进 了 膜 结 构 的 稳 定。 酶 体 的 发 现 与 溶 酶 体 的 酶 类溶 酶 体 内 含 有 50 多 种 酶 类 ,这 些 酶 的 最 适 是 故 均 为 酸 性 水 解 酶( 图 9 典 型 的 溶 酶 体 的 大 小 、 所 含 主 要 酶 类 及 膜 中 的 泵 等。 酸 性 磷 酸 酶 是 溶 酶 体 的 标 志 酶 ， 正 是 对 这 种 酶 的 细 胞 定 位 研 究 导 致 溶 酶 体 的 发 现。 图 9 酶 体 的 形 态 、 大 小 、 及 所 含 主 要 酶 类 示 意 图 酸 性 磷 酸 酶 的 定 位 研 究 与 溶 酶 体 的 发 现在 二 十 世 纪 的 五 十 年 代 初 期 ， 他 的 同 事 在 研 究 亚 细 胞 组 分时 发 现 了 溶 酶 体 ， 不 过 ， 溶 酶 体 的 发 现 带 有 很 大 的 偶 然 性。 你 了 解 溶 酶 体 的 发 现 过 程 吗 ? 溶 酶 体 的 酶 溶 酶 体 的 酶 都 有 一 个 共 同 的 特 点 都 是 水 解 酶 类 ， 在 酸 性 件 下 具 有 最 高的 活 性。 溶 酶 体 的 酶 包 括 蛋 白 酶 、 核 酸 酶 、 脂 酶 、 糖 苷 酶 等 ， 主 要 类 型 的 酶 列 于 表 9 9 酶 体 的 主 要 酶 类酶 天然底物 酶 天然底物磷酸酶类 酸性磷酸酶 磷酸单脂 酸性磷酸二脂酶 磷酸二脂酸性焦磷酸酶 脂酸磷酸酶 磷脂酸磷酸蛋白磷酸酶 磷酸蛋白 硫酸酯酶 芳基硫酸酯酶 芳基硫酸酯 蛋白酶和肽酶 组织蛋白酶 蛋白质 胶原酶 胶原肽酶 肽 核酸酶 核糖核酸酶 氧核糖核酸酶 酸脂酶 磷脂 酯酶 脂肪酸酯萄糖脑苷脂 糖苷酶 葡萄糖苷酶 糖原 葡萄糖苷酶 糖蛋白脂、糖蛋白 溶菌酶 细菌的细胞壁 植 物 溶 酶 体 圆 球 体 ( 植 物 细 胞 中 由 一 层 单 位 膜 包 裹 的 含 有 细 微 结 构 的 球 形 颗 粒 ， 直 径 1 m， 内 含 酸 性 水 解 酶 ， 相 当 于 动 物 细 胞 的 溶 酶 体。 植 物 细 胞 的 液 泡 ( 物 细 胞 的 液 泡 几 乎 占 据 了 细 胞 总 体 积 的 90%,它 含 有 多 种 水 解 酶 类 , 并 具 有与 动 物 细 胞 的 溶 酶 体 酶 的 类 似 的 功 能。 液 泡 膜 上 具 有 H+能 够 将 H+运 输到 液 泡 中 , 同 时 在 液 泡 膜 上 还 有 一 些 运 输 蛋 白 , 帮 助 液 泡 行 使 一 些 特 殊 的 功 能(图 9图 9 物 液 泡 膜 的 运 输 系 统 及 液 泡 内 离 子 和 蔗 糖 浓 度 梯 度 的 建 立液 泡 膜 含 有 两 种 类 型 的 质 子 泵 :+ 单 向 焦 磷 酸 水 解 质 子 泵。 这 两种 泵 可 以 维 持 液 泡 中 低 建 立 正 电 动 势 ,促 使 子 通 道 蛋 白 进 入 液泡。 通 过 H+质 子 梯 度 的 力 , 促 使 蔗 糖 从 胞 质 溶 胶 运 入 液 泡。 酶 体 的 类 型由 于 溶 酶 体 在 形 态 上 的 多 样 性 和 异 质 性 ， 曾 发 现 各 种 不 同 类 型 的 溶 酶 体。 根 据 溶 酶 体处 于 完 成 其 生 理 功 能 的 不 同 阶 段 , 大 致 分 为 以 下 几 种 ： 初 级 溶 酶 体 ( 类 溶 酶 体 是 刚 刚 从 反 面 高 尔 基 体 形 成 的 小 囊 泡 , 仅 含 有 水 解 酶 类 ， 但 无 作 用 底物 ， 外 面 只 有 一 层 单 位 膜 ， 其 中 的 酶 处 于 非 活 性 状 态。 次 级 溶 酶 体 ( 类 溶 酶 体 中 含 有 水 解 酶 和 相 应 的 底 物 ， 是 一 种 将 要 或 正 在 进 行 消 化 作 用 的 溶 酶 体。 根 据 所 消 化 的 物 质 来 源 不 同 , 分 为 自 噬 性 溶 酶 体 、 异 噬 性 溶 酶 体。 自 噬 性 溶 酶 体 ( 一 种 自 体 吞 噬 泡 , 作 用 底 物 是 内 源 性 的 ,即 细 胞 内 的 蜕 变 、 破 损 的 某 些 细 胞 器 或局 部 细 胞 质。 这 种 溶 酶 体 广 泛 存 在 于 正 常 的 细 胞 内 ， 在 细 胞 内 起 “清 道 夫 ”作 用。 异 噬 性 溶 酶 体 ( 称 异 体 吞 噬 泡 , 它 的 作 用 底 物 是 外 源 性 的 , 即 细 胞 经 吞 噬 、 胞 饮 作 用 所 摄 入 的胞 外 物 质。 异 噬 性 溶 酶 体 实 际 上 是 初 级 溶 酶 体 同 内 吞 泡 融 合 后 形 成 的。 酶 体 的 功 能溶 酶 体 的 主 要 功 能 是 消 化 作 用 (图 9 其 消 化 底 物 的 来 源 有 三 种 途 径 : 自体 吞 噬 ( 吞 噬 的 是 细 胞 内 原 有 的 物 质 ; 通 过 吞 噬 形 成 的 吞 噬 体( 供 的 有 害 物 质 ; 通 过 内 吞 作 用 ( 供 的 营 养 物 质。 由 于吞 噬 作 用 和 内 吞 作 用 提 供 的 被 消 化 的 物 质 都 是 来 自 细 胞 外 , 又 将 这 两 种 来 源 的 物 质消 化 作 用 统 称 为 异 体 吞 噬 (图 9 酶 体 的 类 型 及 在 细 胞 消 化 过 程 中 的 作 用图 中 简 示 了 溶 酶 体 的 四 种 消 化 作 用 : 作 用 ;B 自 噬 作 用 ; 作 用 ; 消 化 作 用。 吞 噬 作 用 ( 吞 噬 作 用外 来 的 有 害 物 质 被 吞 入 细 胞 后 , 即 形 成 由 膜 包 裹 的 吞 噬 小 体 ( 初级 溶 酶 体 很 快 同 吞 噬 体 融 合 形 成 次 级 溶 酶 体 , 此 时 溶 酶 体 中 的 底 物 是 从 细 胞 外 摄 取 的 ,故为 异 噬 性 的 溶 酶 体 , 在 异 噬 性 的 溶 酶 体 中 吞 噬 物 被 酶 水 解 (图 9图 9 噬 作 用吞 噬 作 用 的 第 一 阶 段 是 细 胞 质 膜 上 的 受 体 与 细 菌 结 合 ,然 后 将 被 感 染 的 细 菌 包 裹起 来 形 成 吞 噬 体 ， 接 着 是 溶 酶 体 与 吞 噬 体 融 合 , 通 过 溶 酶 体 酶 的 作 用 将 被 吞 噬 的 细菌 降 解。 吞 噬 细 胞多 细 胞 的 动 物 具 有 专 门 的 吞 噬 细 胞 ， 即 巨 噬 细 胞 ( 中 性 粒 细 胞( 任 机 体 中 的 保 护 防 御 任 务。 吞 噬 作 用 也 是 细 胞 获 取 营 养 的 一 种 方 式 , 细 胞 通 过 内 吞 作 用 将 一 些 营 养 物 质 包 进内 吞 体 , 最 后 与 溶 酶 体 融 合 , 在 溶 酶 体 酶 的 作 用 下 , 将 吞 进 的 营 养 物 质 消 化 形 成 可直 接 利 用 的 小 分 子 用 于 合 成 代 谢。 吞 噬 作 用 也 包 括 对 衰 老 的 、 进 入 编 程 死 亡 的 细 胞 的 吞 噬。 自 噬 作 用 ( 自 噬 作 用自 噬 作 用 主 要 是 清 除 降 解 细 胞 内 受 损 伤 的 细 胞 结 构 、 衰 老 的 细 胞 器 、 以 及 不 再 需 要 的生 物 大 分 子 等 (图 9图 9 噬 作 用电 镜 照 片 所 示 是 衰 老 的 线 粒 体 和 过 氧 化 物 酶 体 被 包 裹 在 一 个 双 层 膜 结 构 中 ,该膜。