[细胞生物学]溶酶体过氧化物酶体详解
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42
Hale Waihona Puke Baidu
第五节 内膜系统与细胞整体性
43
高尔基复合体与膜的转变
流
内质网
运输小泡
高尔基复合体
大囊泡
细胞膜
溶酶体膜
膜流membrane flow：细胞的各种膜性结构之间相互 联系和转移的现象称膜流。
44
45
复习题
初级溶酶体、次级溶酶体的概念。
溶酶体的类型及膜的特性。 过氧化物酶体的结构和功能。
20
自噬作用
消化分解破损或衰老的细胞器，并降解为可利用的小 分子，构建新的细胞结构。还可以调节细胞器数量及 功能动态平衡。 溶噬：溶酶体融合溶酶体，调节溶酶体数量相对稳定。 分泌自噬：初级溶酶体吞噬细胞内分泌颗粒进行消化 的过程。比如乳汁颗粒的粒溶作用。 细胞饥饿状态下通过自噬作用消化自身物质，以维持 细胞生存。 衰老或病理状态下，细胞发生自噬作用加速细胞自我 消耗。 21
5
溶酶体的定义
溶酶体：是单层膜包围的，内含多 种酸性水解酶的囊泡状细胞器。主
要功能是分解内源性和外源性物质，
称细胞内消化装置。
6
学习内容
一、溶酶体的形态结构与膜的特性 二、溶酶体的酶 三、溶酶体的类型 四、溶酶体的功能 五、溶酶体与医学
7
一、溶酶体的形态结构与膜的特性
直径通常在0.2~0.8μm, 最小的为0.05μm，最
溶酶体酶泄露到细胞质中不会引起细胞
损伤？）
11
三、溶酶体的类型
溶 酶 体 初级溶酶体（非活动性溶酶体）：只含酶不含底物 次级溶酶体（活动性溶酶体）：初级溶酶体+底物 异噬性溶酶体：初级溶酶体+外源性物质——异噬 次 级 溶 酶 体 过程 自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性物质（自噬体、 分泌颗粒、带有溶酶体靶信号的蛋白质）——自体
大量巨噬细 胞死亡
释放的硅酸颗粒又被 其它的巨噬细胞吞噬
巨噬细胞 死亡
溶酶体膜 破裂
31
溶酶体与类风湿性关节炎
致病原因不清，
但患者关节骨的损伤是由于溶酶体膜脆性 增大，酶局部释放，其中的胶原酶侵蚀软 骨细胞。 消炎痛和肾上腺皮质激素可稳定溶酶体膜， 故有治疗作用。
32
溶酶体与肿瘤的关系
有人提出溶酶体与肿瘤的发生有关，研究
发现某些致癌物质可以诱导溶酶释放，直
接损伤核膜及DNA，参与细胞癌变的过程。
33
溶酶体与疾病
溶酶体膜失常与疾病: 矽肺 、石棉沉着病、痛风-------。
溶 酶 体 与 疾 病
先天性溶酶体病：糖原贮积病、脂质沉积病、粘多糖沉积病------。 溶酶体与癌的关系：致癌物质进入细胞后，在与染色体整合之前 先储存在溶酶体内
休克后缺血缺氧降低溶酶体膜的稳定性。 溶酶体与休克： 休克后缺血缺氧影响细胞的氧化磷酸化过程。 休克后缺血缺氧引起细胞内PH下降促进酶的激活。
34
Section4 peroxisome
过氧化物酶体
35
1954年—Rhodin—电镜—小鼠肾小管上皮 细胞—微体（过氧化物酶体、乙醛酸循环
体、氢酶体、糖酶体）。
1）糖原贮积病 糖原贮积病Ⅱ型 2）脂质沉积病 泰-萨氏病
3）粘多糖沉积病
多为常染色体遗传病。
28
糖原贮积症Ⅱ型
也称全身性糖原贮积症
患者缺少α 葡萄糖苷酶，糖原贮积在溶酶 体内，溶酶体增大破裂 →酶放出→破坏 组织、细胞。患者肌无力，易患吸入性肺 炎，往往2岁左右死于心力-呼吸衰竭。
29
黑朦性先天愚病(Tay-Sachs disease)
36
一、过氧化物酶体的形态特征
电镜：由一层单位膜包围、高电子密度、 圆形或卵圆形的细胞器，亦见半月形或 长方形，最小0.1um，最大1.5um。 3、3-二氨基联苯胺染色，可见内含棕褐 色颗粒的小膜性囊。
37
类核体 (nucleoid) ：有的过氧化物酶体中 央含有电子密度高、呈规则形的结晶状 结构，称类核体，实质是尿酸氧化酶的 结晶。人和鸟类无此酶，也无类核体。
噬性溶酶体内残存一些未分解或分解不完全
的物质，色深，电子密度高，这种溶酶体称
为残质体。
常见的残质体有脂褐质、含铁小体、多泡体
和髓样结构。
15
人心肌细胞的残体 40,000
人肝细胞的脂褐质 39,000
16
人肺泡吞噬细胞的 髓样结构 38,000
17
四、溶酶体的功能
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、溶酶体的消化作用 异噬作用：对细胞内吞物的消化。 自噬作用：对自身物质的消化。
大的可达几个μm。
光镜下，细胞经Gomori酸性磷酸酶法显示为
颗粒状小体。 电镜下，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。
8
溶酶体膜的特点
膜上有质子泵，将H+泵入其中，保持酸性环境。
膜内存在特殊的转运蛋白：可运输溶酶体消化
水解的产物。
膜蛋白高度糖基化，糖链朝向内表面，保护膜 结构不被溶酶体内蛋白酶消化。 溶酶体的膜含有能促进膜稳定性的胆固醇。
两栖类蝌蚪变态发育时，尾部的退化与溶酶体
的自溶作用有关。 蝌蚪的尾巴细胞含丰富的溶酶体，机体溶酶体 内的组织蛋白酶释放，细胞自溶，死亡，尾部 消失。
细胞凋亡也参与了蝌蚪变态发育。
23
3、溶酶体参与免疫过程
90%降解
抗原
+ 初级溶酶体
异溶酶体
10%不被降解
抗原加工
免疫原性复合物
抗原提呈
免疫应答
胞外消化
溶酶体酶通过胞吐作用释放到细胞外，参
与机体的生理作用。
例：如受精过程和骨质更新过程
精子顶体(特化溶酶体)酶→消化卵丘细
胞→精子到达卵膜→受精 →陈旧骨细胞----→ 骨更新
22
分解
破骨细胞的溶酶体酶 ---→ 细胞外 ----
释放
2、溶酶体的自溶作用与器官发育
自溶作用：细胞体内的溶酶体膜破裂，内含的 水解酶释放到细胞质中，导致细胞本身被消化 的现象。
溶酶体与矽肺。
46
绿色荧光示溶酶体 红色示线粒体
47
顶体素
48
49
神经节苷脂贮积症，患者溶酶体内缺乏氨 基己糖苷脂酶，不能分解神经节苷脂，在 脑细胞内大量贮存（超正常 100-300 倍）， 患儿 3-6 个月出现症状 , 智能呈进行性减退， 运动障碍，视力损伤，３岁左右死于肺部
感染。
30
溶酶体与矽肺
溶酶体
SiO2
被巨噬细 胞吞入
矽肺
吞噬小体
吞噬溶酶体
硅酸
刺激成纤维细胞 分泌大量的胶原
吞噬（自噬过程）
12
次 吞饮溶酶体
吞噬体 吞饮体
级
吞噬溶酶体
内体 胞外消化
初级溶酶体
异噬作用
溶 酶
自噬作用
自噬溶酶体
自噬体 分泌颗粒
体
分泌溶酶体 残质体
13
人肾细胞的初级溶酶体 65,000
狗肝细胞的次级溶酶体 60,000
14
残质体(residue body) ：由于酶活性下降，吞
9
二、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；包括蛋白酶、核酸酶、
脂酶、糖苷酶、磷酸酶、硫酸酯酶等。 标志酶 酸性磷酸酶（AcP酶) 三偏磷酸酶(TMP酶)
10
可水解核酸、蛋白质、多糖及脂类及相
应的物质（最适pH为5.0）。所以如果
溶酶体的破裂将导致严重后果。（少量
高尔基体的形态结构特点。 高尔基体的蛋白质加工修饰。
高尔基体的蛋白质分选运输(以溶酶
体为例)。
1
2
3
溶酶体的发生
溶酶体水解酶前体 加入磷酸基团 M-6-P ATP ADP+Pi
H+ 内吞体 H=5 P
去 除 磷 酸
溶酶体酶 前 溶 酶 体
rER
顺面管网 高尔基复合体
反面管网
成熟溶酶体
4
Section3 lysosome 溶酶体
功 能
对细胞氧张力的调节作用： RH2+O2—R+ H2O2 参与β氧化，并参与乙酰辅酶A的再生作用 参与核酸、脂肪和糖的代谢
40
四、过氧化物酶体与医学
1.肝肿瘤细胞中过氧化物酶体数目减少。 2.炎症或酒精中毒患者的细胞中过氧化物酶 体增多。 3.毒物（如安妥明）可引起过氧化物酶体结 构和形态改变，如：出现带状或尾状突起 ，变成长形或双叶形等。
甲状腺素
进入血液
出细胞
25
五、溶酶体与医学
(一)先天性溶酶体病 (二)溶酶体与矽肺
(三)溶酶体与类风湿关节炎
(四)溶酶体与肿瘤的关系
26
(一)先天性溶酶体病
溶酶体内缺乏某些酶，造成吞噬溶酶
体内作用底物不被消化分解，从而积
累于溶酶体内，致代谢障碍。也称溶 酶体贮积症。
27
大约有40多种，
41
脑-肝-肾综合征
头面部畸形:前额突出,大囟门,枕平坦；白内障,眼周
水肿；肌无力 ,紧抱反射消失 ,抽搐，生长发育不良。
肝大,黄胆;出血,蛋白尿。
该病的一种类型是由于编码膜整合蛋白 ( 组装因子 1)的基因突变引起。使蛋白质不能进入过氧化物酶体 ,致过氧化物酶体缺少酶, 成为“空”过氧化物酶体。 患者出生后3－6个月死亡。
胞外消化：对细胞外物质的消化。
18
异溶酶体
吞噬体 吞饮体
次
异溶酶体 级
初级溶酶体 内体 胞外消化
异噬作用
溶
自噬作用
酶
自溶酶体 体
自噬体 分泌颗粒
分泌溶酶体
残质体
19
异噬作用
细胞吞噬物的消化→异噬性溶酶体： 对吞噬体的消化 (如细菌，起防御作用） 对吞饮体的消化（细胞中胆固醇的来源) 作用：消化分解外源性物质获取营养物 质的同时，可消灭病原体或异物保护细 胞，起到防御作用。
38
二、过氧化物酶体所含的酶
氧化酶：约50%，特征：氧化底物的同时， 将氧还原成过氧化氢。 过氧化氢酶：约40%, 作用：对氧化酶作用 底物后形成的过氧化氢还原成水。 过氧化物酶：仅在几种细胞内存在，作用同 过氧化氢酶。
标志酶：过氧化氢酶。
39
三.过氧化物酶体的功能
对有毒物质的解毒作用： RH2+O2—R+ H2O2 RH2+H2O2 — R+ 2H2O
T淋巴细胞识别
4、溶酶体对激素分泌的调节作用
粒溶（分泌自噬）：当细胞内存在过多的激
素时，溶酶体与多余激素颗粒结合并消化分 解细胞内过多的激素的过程。
溶酶体参与激素的生成
如：甲状腺素的生成
甲状腺球蛋白(甲状腺上皮细胞合成)
重吸收 滤泡上皮
分泌
腺体腔碘化
形成 球蛋白大胶滴 +内体性溶酶体 蛋白酶水解
Hale Waihona Puke Baidu
第五节 内膜系统与细胞整体性
43
高尔基复合体与膜的转变
流
内质网
运输小泡
高尔基复合体
大囊泡
细胞膜
溶酶体膜
膜流membrane flow：细胞的各种膜性结构之间相互 联系和转移的现象称膜流。
44
45
复习题
初级溶酶体、次级溶酶体的概念。
溶酶体的类型及膜的特性。 过氧化物酶体的结构和功能。
20
自噬作用
消化分解破损或衰老的细胞器，并降解为可利用的小 分子，构建新的细胞结构。还可以调节细胞器数量及 功能动态平衡。 溶噬：溶酶体融合溶酶体，调节溶酶体数量相对稳定。 分泌自噬：初级溶酶体吞噬细胞内分泌颗粒进行消化 的过程。比如乳汁颗粒的粒溶作用。 细胞饥饿状态下通过自噬作用消化自身物质，以维持 细胞生存。 衰老或病理状态下，细胞发生自噬作用加速细胞自我 消耗。 21
5
溶酶体的定义
溶酶体：是单层膜包围的，内含多 种酸性水解酶的囊泡状细胞器。主
要功能是分解内源性和外源性物质，
称细胞内消化装置。
6
学习内容
一、溶酶体的形态结构与膜的特性 二、溶酶体的酶 三、溶酶体的类型 四、溶酶体的功能 五、溶酶体与医学
7
一、溶酶体的形态结构与膜的特性
直径通常在0.2~0.8μm, 最小的为0.05μm，最
溶酶体酶泄露到细胞质中不会引起细胞
损伤？）
11
三、溶酶体的类型
溶 酶 体 初级溶酶体（非活动性溶酶体）：只含酶不含底物 次级溶酶体（活动性溶酶体）：初级溶酶体+底物 异噬性溶酶体：初级溶酶体+外源性物质——异噬 次 级 溶 酶 体 过程 自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性物质（自噬体、 分泌颗粒、带有溶酶体靶信号的蛋白质）——自体
大量巨噬细 胞死亡
释放的硅酸颗粒又被 其它的巨噬细胞吞噬
巨噬细胞 死亡
溶酶体膜 破裂
31
溶酶体与类风湿性关节炎
致病原因不清，
但患者关节骨的损伤是由于溶酶体膜脆性 增大，酶局部释放，其中的胶原酶侵蚀软 骨细胞。 消炎痛和肾上腺皮质激素可稳定溶酶体膜， 故有治疗作用。
32
溶酶体与肿瘤的关系
有人提出溶酶体与肿瘤的发生有关，研究
发现某些致癌物质可以诱导溶酶释放，直
接损伤核膜及DNA，参与细胞癌变的过程。
33
溶酶体与疾病
溶酶体膜失常与疾病: 矽肺 、石棉沉着病、痛风-------。
溶 酶 体 与 疾 病
先天性溶酶体病：糖原贮积病、脂质沉积病、粘多糖沉积病------。 溶酶体与癌的关系：致癌物质进入细胞后，在与染色体整合之前 先储存在溶酶体内
休克后缺血缺氧降低溶酶体膜的稳定性。 溶酶体与休克： 休克后缺血缺氧影响细胞的氧化磷酸化过程。 休克后缺血缺氧引起细胞内PH下降促进酶的激活。
34
Section4 peroxisome
过氧化物酶体
35
1954年—Rhodin—电镜—小鼠肾小管上皮 细胞—微体（过氧化物酶体、乙醛酸循环
体、氢酶体、糖酶体）。
1）糖原贮积病 糖原贮积病Ⅱ型 2）脂质沉积病 泰-萨氏病
3）粘多糖沉积病
多为常染色体遗传病。
28
糖原贮积症Ⅱ型
也称全身性糖原贮积症
患者缺少α 葡萄糖苷酶，糖原贮积在溶酶 体内，溶酶体增大破裂 →酶放出→破坏 组织、细胞。患者肌无力，易患吸入性肺 炎，往往2岁左右死于心力-呼吸衰竭。
29
黑朦性先天愚病(Tay-Sachs disease)
36
一、过氧化物酶体的形态特征
电镜：由一层单位膜包围、高电子密度、 圆形或卵圆形的细胞器，亦见半月形或 长方形，最小0.1um，最大1.5um。 3、3-二氨基联苯胺染色，可见内含棕褐 色颗粒的小膜性囊。
37
类核体 (nucleoid) ：有的过氧化物酶体中 央含有电子密度高、呈规则形的结晶状 结构，称类核体，实质是尿酸氧化酶的 结晶。人和鸟类无此酶，也无类核体。
噬性溶酶体内残存一些未分解或分解不完全
的物质，色深，电子密度高，这种溶酶体称
为残质体。
常见的残质体有脂褐质、含铁小体、多泡体
和髓样结构。
15
人心肌细胞的残体 40,000
人肝细胞的脂褐质 39,000
16
人肺泡吞噬细胞的 髓样结构 38,000
17
四、溶酶体的功能
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、溶酶体的消化作用 异噬作用：对细胞内吞物的消化。 自噬作用：对自身物质的消化。
大的可达几个μm。
光镜下，细胞经Gomori酸性磷酸酶法显示为
颗粒状小体。 电镜下，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。
8
溶酶体膜的特点
膜上有质子泵，将H+泵入其中，保持酸性环境。
膜内存在特殊的转运蛋白：可运输溶酶体消化
水解的产物。
膜蛋白高度糖基化，糖链朝向内表面，保护膜 结构不被溶酶体内蛋白酶消化。 溶酶体的膜含有能促进膜稳定性的胆固醇。
两栖类蝌蚪变态发育时，尾部的退化与溶酶体
的自溶作用有关。 蝌蚪的尾巴细胞含丰富的溶酶体，机体溶酶体 内的组织蛋白酶释放，细胞自溶，死亡，尾部 消失。
细胞凋亡也参与了蝌蚪变态发育。
23
3、溶酶体参与免疫过程
90%降解
抗原
+ 初级溶酶体
异溶酶体
10%不被降解
抗原加工
免疫原性复合物
抗原提呈
免疫应答
胞外消化
溶酶体酶通过胞吐作用释放到细胞外，参
与机体的生理作用。
例：如受精过程和骨质更新过程
精子顶体(特化溶酶体)酶→消化卵丘细
胞→精子到达卵膜→受精 →陈旧骨细胞----→ 骨更新
22
分解
破骨细胞的溶酶体酶 ---→ 细胞外 ----
释放
2、溶酶体的自溶作用与器官发育
自溶作用：细胞体内的溶酶体膜破裂，内含的 水解酶释放到细胞质中，导致细胞本身被消化 的现象。
溶酶体与矽肺。
46
绿色荧光示溶酶体 红色示线粒体
47
顶体素
48
49
神经节苷脂贮积症，患者溶酶体内缺乏氨 基己糖苷脂酶，不能分解神经节苷脂，在 脑细胞内大量贮存（超正常 100-300 倍）， 患儿 3-6 个月出现症状 , 智能呈进行性减退， 运动障碍，视力损伤，３岁左右死于肺部
感染。
30
溶酶体与矽肺
溶酶体
SiO2
被巨噬细 胞吞入
矽肺
吞噬小体
吞噬溶酶体
硅酸
刺激成纤维细胞 分泌大量的胶原
吞噬（自噬过程）
12
次 吞饮溶酶体
吞噬体 吞饮体
级
吞噬溶酶体
内体 胞外消化
初级溶酶体
异噬作用
溶 酶
自噬作用
自噬溶酶体
自噬体 分泌颗粒
体
分泌溶酶体 残质体
13
人肾细胞的初级溶酶体 65,000
狗肝细胞的次级溶酶体 60,000
14
残质体(residue body) ：由于酶活性下降，吞
9
二、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；包括蛋白酶、核酸酶、
脂酶、糖苷酶、磷酸酶、硫酸酯酶等。 标志酶 酸性磷酸酶（AcP酶) 三偏磷酸酶(TMP酶)
10
可水解核酸、蛋白质、多糖及脂类及相
应的物质（最适pH为5.0）。所以如果
溶酶体的破裂将导致严重后果。（少量
高尔基体的形态结构特点。 高尔基体的蛋白质加工修饰。
高尔基体的蛋白质分选运输(以溶酶
体为例)。
1
2
3
溶酶体的发生
溶酶体水解酶前体 加入磷酸基团 M-6-P ATP ADP+Pi
H+ 内吞体 H=5 P
去 除 磷 酸
溶酶体酶 前 溶 酶 体
rER
顺面管网 高尔基复合体
反面管网
成熟溶酶体
4
Section3 lysosome 溶酶体
功 能
对细胞氧张力的调节作用： RH2+O2—R+ H2O2 参与β氧化，并参与乙酰辅酶A的再生作用 参与核酸、脂肪和糖的代谢
40
四、过氧化物酶体与医学
1.肝肿瘤细胞中过氧化物酶体数目减少。 2.炎症或酒精中毒患者的细胞中过氧化物酶 体增多。 3.毒物（如安妥明）可引起过氧化物酶体结 构和形态改变，如：出现带状或尾状突起 ，变成长形或双叶形等。
甲状腺素
进入血液
出细胞
25
五、溶酶体与医学
(一)先天性溶酶体病 (二)溶酶体与矽肺
(三)溶酶体与类风湿关节炎
(四)溶酶体与肿瘤的关系
26
(一)先天性溶酶体病
溶酶体内缺乏某些酶，造成吞噬溶酶
体内作用底物不被消化分解，从而积
累于溶酶体内，致代谢障碍。也称溶 酶体贮积症。
27
大约有40多种，
41
脑-肝-肾综合征
头面部畸形:前额突出,大囟门,枕平坦；白内障,眼周
水肿；肌无力 ,紧抱反射消失 ,抽搐，生长发育不良。
肝大,黄胆;出血,蛋白尿。
该病的一种类型是由于编码膜整合蛋白 ( 组装因子 1)的基因突变引起。使蛋白质不能进入过氧化物酶体 ,致过氧化物酶体缺少酶, 成为“空”过氧化物酶体。 患者出生后3－6个月死亡。
胞外消化：对细胞外物质的消化。
18
异溶酶体
吞噬体 吞饮体
次
异溶酶体 级
初级溶酶体 内体 胞外消化
异噬作用
溶
自噬作用
酶
自溶酶体 体
自噬体 分泌颗粒
分泌溶酶体
残质体
19
异噬作用
细胞吞噬物的消化→异噬性溶酶体： 对吞噬体的消化 (如细菌，起防御作用） 对吞饮体的消化（细胞中胆固醇的来源) 作用：消化分解外源性物质获取营养物 质的同时，可消灭病原体或异物保护细 胞，起到防御作用。
38
二、过氧化物酶体所含的酶
氧化酶：约50%，特征：氧化底物的同时， 将氧还原成过氧化氢。 过氧化氢酶：约40%, 作用：对氧化酶作用 底物后形成的过氧化氢还原成水。 过氧化物酶：仅在几种细胞内存在，作用同 过氧化氢酶。
标志酶：过氧化氢酶。
39
三.过氧化物酶体的功能
对有毒物质的解毒作用： RH2+O2—R+ H2O2 RH2+H2O2 — R+ 2H2O
T淋巴细胞识别
4、溶酶体对激素分泌的调节作用
粒溶（分泌自噬）：当细胞内存在过多的激
素时，溶酶体与多余激素颗粒结合并消化分 解细胞内过多的激素的过程。
溶酶体参与激素的生成
如：甲状腺素的生成
甲状腺球蛋白(甲状腺上皮细胞合成)
重吸收 滤泡上皮
分泌
腺体腔碘化
形成 球蛋白大胶滴 +内体性溶酶体 蛋白酶水解