04-4-溶酶体在线视频

同学们好

今天我们要讲的主题是“溶酶体”

它也是细胞内膜系统中的

一类重要细胞器

“溶酶体”于1949年在鼠肝细胞当中

最早被发现

由于这一类细胞器它含有多种水解酶

具有分解各种外源性和内源性物质的功能

故此得名

溶酶体普遍存在于真核细胞中

在结构、功能和发生上

与内膜系统其它结构组分的关系密切

现在已经明确

粗面内质网、高尔基复合体

膜的囊泡和溶酶体之间的

一系列协同作用

它主要完成对内、外源的蛋白质

脂类和糖类等代谢物的回收消化和降解

首先来看一看溶酶体的形态结构和特性

溶酶体也是由一层单位膜围成的

囊泡状的

大多数是圆形或者是卵圆形的

但是它大小不一

腔内含有各种不同的水解酶

溶酶体的直径通常为0.2到0.8μm

最大的有可能超过1μm

但是它最小的只有数十个纳米

它的结构特性有以下几点

首先是溶酶体它具有高度的异质性

这个异质性表现为

1.溶酶体类型多样 差异明显

2.溶酶体的发生既有内源性也有外源性

并且有相互融合

3.不同细胞中溶酶体的数量差异较大

4.同一细胞不同溶酶体所含的

水解酶也不完全相同

第五个多样性反应在

同一类溶酶体含有的酶的种类

尽管有限但是它的数量有较大差别

因此 不同细胞或同一细胞内的溶酶体

表现出不同的生化和生理的性质

第二方面是它一个偏酸的内环境

这与整个细胞质的弱碱性环境显然不同

溶酶体腔内的PH值通常只有3.5到5.5

相对比较酸的一个环境

借助溶酶体膜上的质子泵

把胞液当中的氢质子泵入溶酶体腔

并且通过氯离子通道输运氯离子

维持溶酶体内部酸性环境

第三方面特性是指溶酶体

具有高度的稳定性

指的是尽管溶酶体

腔中含有很多的水解酶

而且是一个较强的酸性环境

但它在活细胞当中却稳定存在

也不会损害我们的正常细胞

溶酶体膜的稳定性有它的结构基础

主要有两方面

1.膜上含有酸性的

高度糖基化的膜整合蛋白

而且糖链是朝向溶酶体腔这一侧

从而保护溶酶体的膜

2溶酶体.膜中含有较多的胆固醇

对于生物膜的稳定性起着一定作用

下面我们来谈一谈溶酶体的主要构成

也就是它所含的主要的一些酶类

已经证实 溶酶体中主要的成分

就是一些酸性的水解酶

目前已经明确有60多种 分为6大类

分别称为蛋白酶、核酸酶、脂酶

磷酸酶、糖苷酶以及溶菌酶等酸性水解酶

其中酸性磷酸酶是溶酶体的一个标志性酶

这些酶的催化活性最适宜的pH值环境

在5.0左右

也就是说这些酶能在酸性条件下

分别将蛋白质、脂类、糖类、核酸

和一些外源性的异物进行

有效的消化和分解

第三方面我们来谈一谈

溶酶体的发生与成熟

溶酶体的形成过程非常复杂

涉及内质网、高尔基复合体

及细胞膜的内吞作用

目前比较清楚的是

被称为甘露糖 6 磷酸途径的

这样的一个发生与成熟过程

又简称为M6P途径

我们以此为例来说一说

溶酶体的发生和成熟过程

包括以下几个环节

首先是溶酶体酶蛋白前体的合成和加工

这一步骤发生在粗面内质网

新生的酶蛋白前体经过初加工糖基化

成富含有N 连接甘露糖的糖蛋白

这一糖蛋白以出芽的方式包裹在膜囊中

并且融合到顺面的高尔基复合体

第二环节就是溶酶体酶蛋白前体

分选转运

这一步骤发生在高尔基复合体

包括甘露糖的磷酸化标记

反面高尔基体的迁移

以及M6P受体的识别装载

形成特定的运输小泡

运输泡脱离反面高尔基体等

这些顺序的事件

第三个环节就是内体溶酶体的形成

这一步发生在细胞质当中

包括含有M6P标记的酶蛋白的运输小泡

与细胞质当中含有消化底物的内体融合

即形成内体性的溶酶体

这里简介提一下内体或称为内吞体

它是细胞内一类异质性的膜泡

是来源于细胞膜的胞吞作用

第四个环节我们称为溶酶体的成熟

一旦内体性溶酶体形成后

腔内的酸性就会逐步增强

引起M6P标记的酶蛋白与它的受体分离

再经过磷酸化修饰后成熟

M6P受体也可以以出芽的形式

形成运输小泡离开溶酶体

再返回到高尔基体

到这里 成熟的溶酶体就形成了

从上面的溶酶体的发生和成熟过程

可以了解到

溶酶体的整个成熟过程当中

形成有不同的形态

下面我们再看一看溶酶体有哪些类型

溶酶体的发生和成熟过程当中

所呈现的这些不同的状态

表现出不同的生理功能

我们依此把它区分为这么几类

首先就是称为初级溶酶体

是指刚从反面高尔基网出芽形成的

特异性的运输囊泡

其中含有分选包装的溶酶体酶蛋白前体

它不含有底物 处于失活的状态

这是初级溶酶体的形式

第二种形式称为次级溶酶体

是指初级溶酶体

一旦和含有有待分解消化的底物的

运输小泡融合之后

它的水解酶就被激活

从而能够发挥它的消化功能

这样的一个溶酶体形式

根据底物来源的不同

我们可分为自噬溶酶体和异噬溶酶体

所谓自噬溶酶体

是指初级溶酶体

与含有细胞自身来源底物的自噬体融合

产生的溶酶体

所谓异噬溶酶体

则是指初级溶酶体

与含有细胞外来的吞噬体或吞饮体

融合而形成的这些溶酶体

第三种类型我们称为是终末溶酶体

是指溶酶体消化功能耗竭了

这个时候的存在形式

次级溶酶体中消化活动接近尾声的时候

水解酶的活性下降直至消失

次级溶酶体消化功能也告结束

此时的溶酶体我们就称为

终末溶酶体或称为残余小体

如常见的脂褐素小体、还有髓样小体

以及含铁的小体等等

我们下面再看看溶酶体的一些基本功能

其实通过刚才的介绍 已经知道

溶酶体在细胞内的主要作用

就是起消化器的功能

承担着细胞内各种复杂的消化功能

借此参与细胞生命活动

具体包括

比如说细胞的防御

溶酶体强大的消化分解能力

是实现细胞免疫防御功能的基本保证

和基本机制

细胞内吞的有害物质

主要通过溶酶体的功能来进行清除

第二方面就是参与细胞的更新

细胞和细胞器均有一定的寿命

也会受到各种内外因素的伤害

溶酶体对于遭到损坏或衰老的细胞

以及细胞器可以进行及时的清理

从而保证细胞和细胞结构的更新

第三方面参与细胞的自溶

溶酶体自溶作用

可快速去除不需要的细胞和组织

比如像胚胎期

我们的手指或足趾的形成

及生殖器官的发育

通过溶酶体介导的细胞自溶作用来实现

另外参与细胞的营养功能

溶酶体对生物大分子物质进行消化分解

产生的小分子营养物质

可以用于细胞的合成代谢

这是一个经济有效的一个

细胞获取营养的一个途径

还有它参与细胞的调节

溶酶体参与激素的合成、加工和释放

等调控活动

主要包括像类固醇激素的代谢提供

游离胆固醇原料

以及剪切加工和分泌一些肽类激素

另外溶酶体还参与细胞外的消化

尽管溶酶体位于细胞内

但是溶酶体可对细胞外的物质

进行消化作用

参与一些重要的生命活动

比如像受精过程中的顶体反应

就依赖顶体释放溶酶体酶

来消化卵细胞外的保护层

好了 有关溶酶体的主要内容

我们就讲这些

溶酶体有这么多重要的功能

提示溶酶体的异常

会直接或间接影响细胞的正常生命活动

导致相应疾病的发生

请同学们课后收集阅读一些

溶酶体与硅肺病、痛风

和黏多糖储积症

这些疾病发生的相关的资料

另外 关于细胞内膜系统

我们通过上面几讲

分别介绍了一些主要的细胞器

内质网、高尔基复合体、溶酶体

尽管这一系统还有许多其他的

重要细胞器和细胞结构

比如过氧化酶体

以及植物细胞当中的液泡和糊粉粒等

但限于时间的关系

也请同学们课后自学这些内容

下一次课我们将一起探讨

内膜系统功能的整体性和

蛋白质的分选转运

同学们下次课再见