溶酶体PPT课件
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第三节 溶酶体 lysosome
1955年——de Duve等人——鼠肝匀浆离心——富 含酸性磷酸酶的颗粒 1956——电镜——细胞化学显示——溶酶体
光镜下的内皮细胞：绿色荧光定位溶酶体 红色显示线粒体
电镜下细胞结构：箭头指溶酶体
一、溶酶体的形态特征
溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水 解酶的泡状结构。
１. 网格蛋白有被囊泡
特征： (clathrin-coated vesicle)
直径在50～100nm之间 外被以由网格蛋白纤维构成的网架结构 在网格蛋白结构外框与囊膜之间填充、覆盖有大 量的衔接蛋白 功能： 产生于高尔基复合体、细胞膜，介导从高尔基复 合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质转运 将外来物质转送到细胞质或溶酶体
RH2 + O2 R + H2O2 H2O2 + R’H2 R’ + H2O
第五节 囊泡与囊泡运输
• 囊泡（vesicle）是真核细胞中常见的膜泡结构。
各种囊泡，均由细胞器膜外凸或内凹芽生而成。 囊泡的产生形成过程，是一个主动的自我装配过 程，并总是伴随着物质的转运。
• 囊泡转运（ vesiclar transport）是指囊泡以出
囊泡运输小结
思考题
名词解释
1.网格蛋白包被的小泡 2.初级溶酶体、次级溶酶体、残余小体
简答题
1.试述溶酶体的形成过程。 2.简述溶酶体的类型。 3.简述矽肺的发病机理。 4.简述三种不同膜组分介导的膜泡运输方式和功能。 5.简述溶酶体膜的特性和功能。
胞外消化：对细胞外物质的消化。
2、溶酶体参与免疫过程
抗 原
+
初级溶 酶体
异溶 酶体
90%降解
10%不被 降解
抗原 加工
免疫原性复 合物
抗原提呈
免疫应 答
T淋巴细胞 识别
3、溶酶体对激素分泌的调节作用(甲状腺素)
甲状腺滤泡上皮细胞
胶滴
初级溶酶体
甲状腺素
4.细胞外消化：受精、骨质更新ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个体发育
溶酶体与受精： 精子的顶体，其本质也是一种溶酶体.
氧化酶：50%，特征：氧化底物的同时，将氧还 原成过氧化氢。 过氧化氢酶：40%, 作用：对氧化酶作用底物后 形成的过氧化氢还原成水。
标志酶：过氧化氢酶
过氧化物酶体的功能
对有毒物质的解毒作用：氧化底物的作用：将底 物氧化并产生过氧化氢。 防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用： 还原过氧化氢的作用：将过氧化氢还原成水。
网格蛋白
网格蛋白有被小泡形态结构
经由胞吞作用的网格蛋白有被小泡之形成过程
2. COPII-coated vesicles ：ER向Golgi转运.
COPII包被小泡的装配 Sar-GTP与内质网膜的结合起始COPII亚基的装配， 形成小泡的包被并出芽，跨膜受体在腔面捕获并富 集被转运的可溶性蛋白
1．溶酶体贮积症：遗传性疾病，酶基 因突变
• 台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：溶酶
体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积 累。
• II型糖原累积病：缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原
在溶酶体中积累。
Tay-Sachs disease：神经节苷脂储积
黑蒙性家族痴呆症：氨基已糖酯酶A缺乏
II型糖原累积病（Pompe病）
α-1,4-葡萄糖苷酶缺乏，肌无力、心力衰竭
糖原储积
肝肿大
2. 矽肺: 溶酶体膜异常
二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬， 形成吞噬小体后与溶酶体融合，导致吞噬细胞溶酶 体破裂。由于吞入的二氧化硅颗粒不能被消化，并 在颗粒的表面形成硅酸。硅酸的羧基和溶酶体膜的 受体分子形成氢键，使膜破坏水解酶释放，细胞崩 解，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反 复进行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺 组织纤维化。
溶酶体水解酶前体
加入磷酸基团 M-6-P
ATP
ADP+Pi
H+ PH内=6 吞体
去 除
磷
酸
溶酶体酶 前溶酶体
rER
顺面管网
反面管网
成熟溶酶体
高尔基复合体
内体(endosome)
• 胞内体：由细胞的胞吞作用形成的一类异
质性膜泡。
• 内体有早期内体和晚期内体。
• 早期内体：在最初形成的早期内体囊腔中，
COPI-coated vesicles move materials in a retrograde direction from Golgi stack “backward” toward the ER and from TGN “backward” to CGN.
Clathrin-coated vesicles move materials from the TGN to endosomes, lysosomes. They also move materials from the plasma membrane to cytoplasmic compartments along the endocytic pathway.
是一个PH值和细胞外液大致相当的内环 境。
• 晚期内体：当早期内体与其它胞内小泡发
生融合后，即为晚期内体。晚内体膜上有 质子泵，内为弱酸性环境。
分选信号：Mannose 6-phosphate
形成位置: 高尔 基顺面膜囊 酶：磷酸转移酶
M-6-P受体：反 面膜囊和TCG
包被小泡：网格 蛋白包被
溶酶体的形成：
0.2-0.8um圆形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形 称为管状溶酶体、线状溶酶体 。
具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都 可能有很大的不同。
溶酶体具有异质性：大小、形态、酶种 类不同
溶酶体的酶
溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸 性水解酶；pH值4-6。
蛋白酶（肽酶）
核酸酶
酶
磷酸酶
糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）
2. COPII包被小泡：介导从内质网向高尔基体的 运输；
3. COPI包被小泡：将蛋白从高尔基体返回内质网。
囊泡转运是细胞内物质定向运输的基本形式
COPII-coated vesicles move materials from the ER “forward” to Golgi complex.(COP is an acronym for coat proteins.)
3. COPI-coated vasicles
• 产生于高尔基体顺面膜囊，主要负责内质
网逃逸蛋白的捕捉、回收转运及高尔基复 合体膜内蛋白的逆向运输，
• ADP-ribosylation factor(ARF), GTP
binding protein
囊泡与膜结构的脱离步骤
囊泡与膜结构的融合：特异性 v-SNARE和t-SNARE的特异性识别结合
第四节 过氧化物酶体 （Peroxisome）
过氧化物酶体的形态特征
过氧化物酶体是由一层单位膜包围，内含氧化 酶和过氧化氢酶的泡状结构。
0.2-1.7um圆形、卵圆形小体；中央常含有 电子密度较高、呈规则的结晶结构 。
肝细胞和肾近曲小管上皮细胞中多见。
电镜图
类核体
过氧化物酶体的酶
过氧化物酶体含有40多种酶。
• 旧细胞器的清除，酶系统的更新。 • 依赖溶酶体途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的一
种过程，进化上具有高度保守性。
• 饥饿、应激反应，细胞受到各种理化因素损伤时，
自噬性溶酶体大量增加。
异噬作用（heterophagy）
吞噬作用 ：细胞吞噬大颗粒物质形成吞噬体。（巨噬
细胞、中性粒细胞）
吞饮作用：细胞吞噬小颗粒物质或水溶性大分子形
溶酶体膜的特性(3)
溶酶体膜蛋白质是高度糖基化的，其寡多糖链突 向溶酶体内，可保护溶酶体膜免受溶酶体内水解 酶的消化。
二、溶酶体的类型
初级溶酶体：(非活动性溶酶体):只含酶，不含底物。 溶 酶 次级溶酶体：(活动性溶酶体):初级溶酶体+底物 体
残质体 (末溶酶体、残余小体)：次级溶酶体内消化分解
后的残渣物质。
异噬性溶酶体：初级溶酶体+外源性物质——异噬过程
+吞噬体
次 级
+吞饮体
溶
+微吞饮小泡
酶
体 自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性物质(自噬体)——自体
吞噬(自噬过程)
电镜图
溶酶体系统功能类型转换关系
自噬作用（autophagy）
• 细胞内衰老的细胞器或大分子等被内质网或高尔基
体的膜包裹而形成自噬体（autophagosome)。
酯酶 硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）
标志酶：酸性磷酸酶
溶酶体膜的特性(1) 溶酶体膜内含有一种特殊的转运蛋白－质子泵 （proton pump），从而维持溶酶体腔内pH为 5.0的酸性环境。
H+
质子泵
溶酶体膜的特性(2)
溶酶体膜含有多种载体蛋白，可及时将水解产物 转运出去，供细胞再利用或排除细胞外。
• 无被小泡与胞内晚期内体融合形成内体性溶酶体，
H+质子泵泵入H+ ,受体与酶分离，去磷酸，成为成熟 的溶酶体酶。受体形成运输小泡返回高尔基体循环利 用。
四、溶酶体的功能
参与细胞内的各种消化活动，并与免疫活 动及激素分泌的调节有一定的关系。
1、溶酶体的消化、营养和防御作用
自噬作用：对自身物质的消化。 溶酶体的消化作用 异溶作用：对细胞内吞物的消化。
芽的形式，从一种细胞器膜产生、断离后又定向 地与另一种细胞器膜融合的过程。由囊泡转运所 承载和介导的双向物质运输，不仅是细胞内外物 质交换和信号传递的重要途径，也是细胞内物质 定向运输的基本形式。
囊泡的三种主要类型
1.笼形蛋白包被小泡(clathrin-coated vesicle)： 介导从高尔基体向质膜、胞内体及溶酶体的运 输及由质膜到细胞内的运输；
溶酶体的生理功能小结：
• 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器。 • 防御功能。 • 其他重要的生理功能：
• 为细胞提供营养. • 在分泌腺细胞中，参与分泌过程。 • 参与机体的器官组织变态和退化。 • 协助精子与卵细胞受精。 • 在骨质更新中的作用。
五、溶酶体与疾病
先天性溶酶体病：糖原贮积病、台-萨氏 综合征、粘多糖沉积病等。 溶酶体膜失常与疾病: 矽肺 、石棉沉着 病、类风湿性关节炎。
成吞饮体（动物、人类所有细胞）。
参与细胞的消化、营养和防御作用。
残余小体（residual body）
残余体：已失去酶活性，仅留未消化的残渣。可通 过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多。 如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。
肝细胞脂褐质
台-萨氏综合症溶酶体的髓样结构
三、 溶酶体的发生
多种细胞器参与的复杂而有序的过程
• 溶酶体的酶在RER合成并进行N-连接糖基化修饰后，
以芽生方式形成运输小泡转运到高尔基复合体。
• 在高尔基体顺面膜囊内，在磷酸转移酶的催化下，酶
蛋白寡糖链的甘露糖被磷酸化，形成甘露糖-6-磷酸 分选标记（M-6-P）。
• 当运输至TGN与膜上相应的受体结合，包装浓缩形成
网格蛋白包被的有被小泡并从高尔基体离断。有被小 泡脱去包被，形成光滑的无被小泡。无被小泡内PH 近中性，酶蛋白没有活性。
1955年——de Duve等人——鼠肝匀浆离心——富 含酸性磷酸酶的颗粒 1956——电镜——细胞化学显示——溶酶体
光镜下的内皮细胞：绿色荧光定位溶酶体 红色显示线粒体
电镜下细胞结构：箭头指溶酶体
一、溶酶体的形态特征
溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水 解酶的泡状结构。
１. 网格蛋白有被囊泡
特征： (clathrin-coated vesicle)
直径在50～100nm之间 外被以由网格蛋白纤维构成的网架结构 在网格蛋白结构外框与囊膜之间填充、覆盖有大 量的衔接蛋白 功能： 产生于高尔基复合体、细胞膜，介导从高尔基复 合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质转运 将外来物质转送到细胞质或溶酶体
RH2 + O2 R + H2O2 H2O2 + R’H2 R’ + H2O
第五节 囊泡与囊泡运输
• 囊泡（vesicle）是真核细胞中常见的膜泡结构。
各种囊泡，均由细胞器膜外凸或内凹芽生而成。 囊泡的产生形成过程，是一个主动的自我装配过 程，并总是伴随着物质的转运。
• 囊泡转运（ vesiclar transport）是指囊泡以出
囊泡运输小结
思考题
名词解释
1.网格蛋白包被的小泡 2.初级溶酶体、次级溶酶体、残余小体
简答题
1.试述溶酶体的形成过程。 2.简述溶酶体的类型。 3.简述矽肺的发病机理。 4.简述三种不同膜组分介导的膜泡运输方式和功能。 5.简述溶酶体膜的特性和功能。
胞外消化：对细胞外物质的消化。
2、溶酶体参与免疫过程
抗 原
+
初级溶 酶体
异溶 酶体
90%降解
10%不被 降解
抗原 加工
免疫原性复 合物
抗原提呈
免疫应 答
T淋巴细胞 识别
3、溶酶体对激素分泌的调节作用(甲状腺素)
甲状腺滤泡上皮细胞
胶滴
初级溶酶体
甲状腺素
4.细胞外消化：受精、骨质更新ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个体发育
溶酶体与受精： 精子的顶体，其本质也是一种溶酶体.
氧化酶：50%，特征：氧化底物的同时，将氧还 原成过氧化氢。 过氧化氢酶：40%, 作用：对氧化酶作用底物后 形成的过氧化氢还原成水。
标志酶：过氧化氢酶
过氧化物酶体的功能
对有毒物质的解毒作用：氧化底物的作用：将底 物氧化并产生过氧化氢。 防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用： 还原过氧化氢的作用：将过氧化氢还原成水。
网格蛋白
网格蛋白有被小泡形态结构
经由胞吞作用的网格蛋白有被小泡之形成过程
2. COPII-coated vesicles ：ER向Golgi转运.
COPII包被小泡的装配 Sar-GTP与内质网膜的结合起始COPII亚基的装配， 形成小泡的包被并出芽，跨膜受体在腔面捕获并富 集被转运的可溶性蛋白
1．溶酶体贮积症：遗传性疾病，酶基 因突变
• 台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：溶酶
体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积 累。
• II型糖原累积病：缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原
在溶酶体中积累。
Tay-Sachs disease：神经节苷脂储积
黑蒙性家族痴呆症：氨基已糖酯酶A缺乏
II型糖原累积病（Pompe病）
α-1,4-葡萄糖苷酶缺乏，肌无力、心力衰竭
糖原储积
肝肿大
2. 矽肺: 溶酶体膜异常
二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬， 形成吞噬小体后与溶酶体融合，导致吞噬细胞溶酶 体破裂。由于吞入的二氧化硅颗粒不能被消化，并 在颗粒的表面形成硅酸。硅酸的羧基和溶酶体膜的 受体分子形成氢键，使膜破坏水解酶释放，细胞崩 解，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反 复进行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺 组织纤维化。
溶酶体水解酶前体
加入磷酸基团 M-6-P
ATP
ADP+Pi
H+ PH内=6 吞体
去 除
磷
酸
溶酶体酶 前溶酶体
rER
顺面管网
反面管网
成熟溶酶体
高尔基复合体
内体(endosome)
• 胞内体：由细胞的胞吞作用形成的一类异
质性膜泡。
• 内体有早期内体和晚期内体。
• 早期内体：在最初形成的早期内体囊腔中，
COPI-coated vesicles move materials in a retrograde direction from Golgi stack “backward” toward the ER and from TGN “backward” to CGN.
Clathrin-coated vesicles move materials from the TGN to endosomes, lysosomes. They also move materials from the plasma membrane to cytoplasmic compartments along the endocytic pathway.
是一个PH值和细胞外液大致相当的内环 境。
• 晚期内体：当早期内体与其它胞内小泡发
生融合后，即为晚期内体。晚内体膜上有 质子泵，内为弱酸性环境。
分选信号：Mannose 6-phosphate
形成位置: 高尔 基顺面膜囊 酶：磷酸转移酶
M-6-P受体：反 面膜囊和TCG
包被小泡：网格 蛋白包被
溶酶体的形成：
0.2-0.8um圆形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形 称为管状溶酶体、线状溶酶体 。
具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都 可能有很大的不同。
溶酶体具有异质性：大小、形态、酶种 类不同
溶酶体的酶
溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸 性水解酶；pH值4-6。
蛋白酶（肽酶）
核酸酶
酶
磷酸酶
糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）
2. COPII包被小泡：介导从内质网向高尔基体的 运输；
3. COPI包被小泡：将蛋白从高尔基体返回内质网。
囊泡转运是细胞内物质定向运输的基本形式
COPII-coated vesicles move materials from the ER “forward” to Golgi complex.(COP is an acronym for coat proteins.)
3. COPI-coated vasicles
• 产生于高尔基体顺面膜囊，主要负责内质
网逃逸蛋白的捕捉、回收转运及高尔基复 合体膜内蛋白的逆向运输，
• ADP-ribosylation factor(ARF), GTP
binding protein
囊泡与膜结构的脱离步骤
囊泡与膜结构的融合：特异性 v-SNARE和t-SNARE的特异性识别结合
第四节 过氧化物酶体 （Peroxisome）
过氧化物酶体的形态特征
过氧化物酶体是由一层单位膜包围，内含氧化 酶和过氧化氢酶的泡状结构。
0.2-1.7um圆形、卵圆形小体；中央常含有 电子密度较高、呈规则的结晶结构 。
肝细胞和肾近曲小管上皮细胞中多见。
电镜图
类核体
过氧化物酶体的酶
过氧化物酶体含有40多种酶。
• 旧细胞器的清除，酶系统的更新。 • 依赖溶酶体途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的一
种过程，进化上具有高度保守性。
• 饥饿、应激反应，细胞受到各种理化因素损伤时，
自噬性溶酶体大量增加。
异噬作用（heterophagy）
吞噬作用 ：细胞吞噬大颗粒物质形成吞噬体。（巨噬
细胞、中性粒细胞）
吞饮作用：细胞吞噬小颗粒物质或水溶性大分子形
溶酶体膜的特性(3)
溶酶体膜蛋白质是高度糖基化的，其寡多糖链突 向溶酶体内，可保护溶酶体膜免受溶酶体内水解 酶的消化。
二、溶酶体的类型
初级溶酶体：(非活动性溶酶体):只含酶，不含底物。 溶 酶 次级溶酶体：(活动性溶酶体):初级溶酶体+底物 体
残质体 (末溶酶体、残余小体)：次级溶酶体内消化分解
后的残渣物质。
异噬性溶酶体：初级溶酶体+外源性物质——异噬过程
+吞噬体
次 级
+吞饮体
溶
+微吞饮小泡
酶
体 自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性物质(自噬体)——自体
吞噬(自噬过程)
电镜图
溶酶体系统功能类型转换关系
自噬作用（autophagy）
• 细胞内衰老的细胞器或大分子等被内质网或高尔基
体的膜包裹而形成自噬体（autophagosome)。
酯酶 硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）
标志酶：酸性磷酸酶
溶酶体膜的特性(1) 溶酶体膜内含有一种特殊的转运蛋白－质子泵 （proton pump），从而维持溶酶体腔内pH为 5.0的酸性环境。
H+
质子泵
溶酶体膜的特性(2)
溶酶体膜含有多种载体蛋白，可及时将水解产物 转运出去，供细胞再利用或排除细胞外。
• 无被小泡与胞内晚期内体融合形成内体性溶酶体，
H+质子泵泵入H+ ,受体与酶分离，去磷酸，成为成熟 的溶酶体酶。受体形成运输小泡返回高尔基体循环利 用。
四、溶酶体的功能
参与细胞内的各种消化活动，并与免疫活 动及激素分泌的调节有一定的关系。
1、溶酶体的消化、营养和防御作用
自噬作用：对自身物质的消化。 溶酶体的消化作用 异溶作用：对细胞内吞物的消化。
芽的形式，从一种细胞器膜产生、断离后又定向 地与另一种细胞器膜融合的过程。由囊泡转运所 承载和介导的双向物质运输，不仅是细胞内外物 质交换和信号传递的重要途径，也是细胞内物质 定向运输的基本形式。
囊泡的三种主要类型
1.笼形蛋白包被小泡(clathrin-coated vesicle)： 介导从高尔基体向质膜、胞内体及溶酶体的运 输及由质膜到细胞内的运输；
溶酶体的生理功能小结：
• 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器。 • 防御功能。 • 其他重要的生理功能：
• 为细胞提供营养. • 在分泌腺细胞中，参与分泌过程。 • 参与机体的器官组织变态和退化。 • 协助精子与卵细胞受精。 • 在骨质更新中的作用。
五、溶酶体与疾病
先天性溶酶体病：糖原贮积病、台-萨氏 综合征、粘多糖沉积病等。 溶酶体膜失常与疾病: 矽肺 、石棉沉着 病、类风湿性关节炎。
成吞饮体（动物、人类所有细胞）。
参与细胞的消化、营养和防御作用。
残余小体（residual body）
残余体：已失去酶活性，仅留未消化的残渣。可通 过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多。 如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。
肝细胞脂褐质
台-萨氏综合症溶酶体的髓样结构
三、 溶酶体的发生
多种细胞器参与的复杂而有序的过程
• 溶酶体的酶在RER合成并进行N-连接糖基化修饰后，
以芽生方式形成运输小泡转运到高尔基复合体。
• 在高尔基体顺面膜囊内，在磷酸转移酶的催化下，酶
蛋白寡糖链的甘露糖被磷酸化，形成甘露糖-6-磷酸 分选标记（M-6-P）。
• 当运输至TGN与膜上相应的受体结合，包装浓缩形成
网格蛋白包被的有被小泡并从高尔基体离断。有被小 泡脱去包被，形成光滑的无被小泡。无被小泡内PH 近中性，酶蛋白没有活性。