医学细胞生物学--第六章-3节-2-溶酶体和微体
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第六章 溶酶体
Chapter 6 Lysosome
溶酶体
一、基 本 特 性 二、溶酶体的存在状态与类型 三、溶酶体的发生 四、溶酶体与疾病 五、溶酶体的功能
基本特性
溶酶体
1955年, C. de Duve： 酸性磷酸酶活性
——溶酶体(lysosome)
溶酶体
单层膜包围 多种酸性水解酶
形态和大小 形态
溶酶体酶的特异性信号为甘露糖6-磷酸(M6P)；磷 酸 转 移 酶 有 识别信号：依赖于溶酶体酶三级结构所形成的信号斑(signal patch)
信号肽
信号肽与信号斑的结构图解
信号斑
溶酶体酶的识别机制：
溶酶体
(M6P)
溶酶体水解酶的识别机制
GlcNAc磷酸转移酶的催化UDP-GlcNAc的GlcNAc-P转移到 溶酶体水解酶的甘露糖残基上，形成了具有M6P的溶酶体酶
(a) (b)
过氧化物酶体的电镜图
(a)大鼠肝细胞中的过氧化物酶体，电子致密核心为尿酸氧化酶； (b)植物叶肉细胞中具有晶格状核心的过氧化物酶体，常紧邻叶绿体
微体
过氧化物酶体中的氧化酶均含有与蛋白质结合的 黄素辅基，故称为黄素氧化酶。
其反应途径如下:
黄素氧化酶 RH2 + O2 ———— R + H2O2
清除衰老的生物大分子和细胞器
溶酶体 清除多余的细胞器
清除暂不需要的酶或某些代谢产物
“细胞内 清洁工”
M M
溶酶体
4. 发育过程中细胞的清除功能
在蝌蚪变态过程中尾部溶酶体的组织蛋白酶活性与尾长度的关系
发育过程中细胞的清除功能
溶酶体
♂
吴尔夫管 米勒氏管
胚胎
米勒氏管退化 输精管
吴尔夫管退化
♀
输卵管
哺乳动物胚胎发育过程中生殖管道的变化过程图示
溶酶体
溶酶体与疾病
目前已知的与溶酶体有关的疾病有30余种: 1. 肺结核：结核杆菌——蜡质外被 2. 矽肺：SiO2颗粒——硅酸——肺组织弹性↓——呼吸功能↓ 3. 贮积病：多为先天性——溶酶体酶缺失和异常 此类病占多数！ 4. 类风湿关节炎：膜脆性↑—释酶到关节处—侵蚀骨组织—炎症
肾上腺皮质激素
溶酶体酶转 运小泡 ? !
新生溶酶体酶小泡
次级溶酶体(正在进行消化)
溶酶体
细胞中酸性水解酶分布电镜图
酸性水解酶是溶酶体的标志酶,含酸性水解酶的膜泡即为溶酶体
溶酶体酶小泡
吞噬 次级溶酶体
吞噬过程图解
溶酶体
溶酶体
人肺泡巨噬细胞中髓样小体——残余小体电镜图像 老年斑——脂褐质小体
溶酶体的发生
溶酶体
溶酶体
大小
(最小：0.05m 最大：数m 平均：0.5m)
溶酶体的电镜形态
一般：0.2~0.8 m
溶酶体
溶酶体膜在成分上与其它生物膜不同:
①膜蛋白高度糖基化 ②含有多种载体蛋白 ③膜中嵌有质子泵(H+-ATPase)
溶酶体的类型
溶酶体
溶酶体
(生理状态)
初级溶酶体
新形成 未同消化物融合
过氧化氢酶 H2O2 ———— H2O + 1/2O2
微体
微体的功能
1、过氧化物酶体的功能：
过氧化物酶体是细胞内糖、 脂和氮的重要代谢部位
脂酰-CoA 盐酸
D-氨基酸 尿酸
乙醇
O2 氧化酶 H2O2 过氧化氢酶 H2O
氧化底物
醋酸盐
过氧化物酶体的代谢反应图解
微体
已有证据表明，由已有的微体经过分裂形成新的子代微体， 经进一步装配后形成成熟微体。
(primary lysosome) 水 解 酶 处 于 贮 存 状 态
(潜伏状态)，球形
次级溶酶体
(secondary lysosome)
复合小体
残余小体 含较 且有含大消有，化颗形不粒状了或不的膜规残则碎留片物
(residual body)
或三级溶酶体
(tertiary lysosome)
微体
1954年，J. Rhodin：一类卵圆形小体 微体(microbody)专指含有氧化酶、过氧化物酶，
或过氧化氢酶活性的细胞器，普遍存在于动 物体和植物体中。
一、微体的形态结构
微体的电镜照片
单层膜 卵圆形或哑铃形小体 0.2~1.5m 无定形的颗粒基质
晶格状 内含物
微体
尿酸氧化酶
过氧化物 酶体的生 长和分裂 方式图解
本章内容到此结束
同学们辛苦了！
发育过程中细胞的清除功能
其它例证：
溶酶体
乳腺管
哺乳时பைடு நூலகம்
乳腺管
哺乳后
溶酶体
5. 受精中的功能
卵子质膜 卵黄膜
卵子胞质
融合质膜
特化的 凝胶层 溶酶体
顶体泡
顶 体 (acrosome) ： 透明质酸酶、神经 氨酸酶、酸性磷酸 酶和蛋白酶等多种 水解酶
释放的 顶体酶
新组 装的 微丝
精子质膜 精子核
精子头部的顶体在受精过程中的作用图解
M6P
溶酶体水解酶 的分拣机制
第一节 溶酶体
溶酶体的功能
溶酶体
1. 细胞内消化
溶酶体酶小泡 被消化物
次级溶酶体
2. 防御功能
巨噬白细胞
酵母菌
正在吞噬酵母菌的巨噬白细胞
溶酶体
细菌
巨噬白细胞
溶酶体酶小泡
可利用成分
次级溶酶体
残余小体
细胞对外来物的吞噬过程图解
溶酶体
3. 细胞内衰老和多余细胞器的清除
Chapter 6 Lysosome
溶酶体
一、基 本 特 性 二、溶酶体的存在状态与类型 三、溶酶体的发生 四、溶酶体与疾病 五、溶酶体的功能
基本特性
溶酶体
1955年, C. de Duve： 酸性磷酸酶活性
——溶酶体(lysosome)
溶酶体
单层膜包围 多种酸性水解酶
形态和大小 形态
溶酶体酶的特异性信号为甘露糖6-磷酸(M6P)；磷 酸 转 移 酶 有 识别信号：依赖于溶酶体酶三级结构所形成的信号斑(signal patch)
信号肽
信号肽与信号斑的结构图解
信号斑
溶酶体酶的识别机制：
溶酶体
(M6P)
溶酶体水解酶的识别机制
GlcNAc磷酸转移酶的催化UDP-GlcNAc的GlcNAc-P转移到 溶酶体水解酶的甘露糖残基上，形成了具有M6P的溶酶体酶
(a) (b)
过氧化物酶体的电镜图
(a)大鼠肝细胞中的过氧化物酶体，电子致密核心为尿酸氧化酶； (b)植物叶肉细胞中具有晶格状核心的过氧化物酶体，常紧邻叶绿体
微体
过氧化物酶体中的氧化酶均含有与蛋白质结合的 黄素辅基，故称为黄素氧化酶。
其反应途径如下:
黄素氧化酶 RH2 + O2 ———— R + H2O2
清除衰老的生物大分子和细胞器
溶酶体 清除多余的细胞器
清除暂不需要的酶或某些代谢产物
“细胞内 清洁工”
M M
溶酶体
4. 发育过程中细胞的清除功能
在蝌蚪变态过程中尾部溶酶体的组织蛋白酶活性与尾长度的关系
发育过程中细胞的清除功能
溶酶体
♂
吴尔夫管 米勒氏管
胚胎
米勒氏管退化 输精管
吴尔夫管退化
♀
输卵管
哺乳动物胚胎发育过程中生殖管道的变化过程图示
溶酶体
溶酶体与疾病
目前已知的与溶酶体有关的疾病有30余种: 1. 肺结核：结核杆菌——蜡质外被 2. 矽肺：SiO2颗粒——硅酸——肺组织弹性↓——呼吸功能↓ 3. 贮积病：多为先天性——溶酶体酶缺失和异常 此类病占多数！ 4. 类风湿关节炎：膜脆性↑—释酶到关节处—侵蚀骨组织—炎症
肾上腺皮质激素
溶酶体酶转 运小泡 ? !
新生溶酶体酶小泡
次级溶酶体(正在进行消化)
溶酶体
细胞中酸性水解酶分布电镜图
酸性水解酶是溶酶体的标志酶,含酸性水解酶的膜泡即为溶酶体
溶酶体酶小泡
吞噬 次级溶酶体
吞噬过程图解
溶酶体
溶酶体
人肺泡巨噬细胞中髓样小体——残余小体电镜图像 老年斑——脂褐质小体
溶酶体的发生
溶酶体
溶酶体
大小
(最小：0.05m 最大：数m 平均：0.5m)
溶酶体的电镜形态
一般：0.2~0.8 m
溶酶体
溶酶体膜在成分上与其它生物膜不同:
①膜蛋白高度糖基化 ②含有多种载体蛋白 ③膜中嵌有质子泵(H+-ATPase)
溶酶体的类型
溶酶体
溶酶体
(生理状态)
初级溶酶体
新形成 未同消化物融合
过氧化氢酶 H2O2 ———— H2O + 1/2O2
微体
微体的功能
1、过氧化物酶体的功能：
过氧化物酶体是细胞内糖、 脂和氮的重要代谢部位
脂酰-CoA 盐酸
D-氨基酸 尿酸
乙醇
O2 氧化酶 H2O2 过氧化氢酶 H2O
氧化底物
醋酸盐
过氧化物酶体的代谢反应图解
微体
已有证据表明，由已有的微体经过分裂形成新的子代微体， 经进一步装配后形成成熟微体。
(primary lysosome) 水 解 酶 处 于 贮 存 状 态
(潜伏状态)，球形
次级溶酶体
(secondary lysosome)
复合小体
残余小体 含较 且有含大消有，化颗形不粒状了或不的膜规残则碎留片物
(residual body)
或三级溶酶体
(tertiary lysosome)
微体
1954年，J. Rhodin：一类卵圆形小体 微体(microbody)专指含有氧化酶、过氧化物酶，
或过氧化氢酶活性的细胞器，普遍存在于动 物体和植物体中。
一、微体的形态结构
微体的电镜照片
单层膜 卵圆形或哑铃形小体 0.2~1.5m 无定形的颗粒基质
晶格状 内含物
微体
尿酸氧化酶
过氧化物 酶体的生 长和分裂 方式图解
本章内容到此结束
同学们辛苦了！
发育过程中细胞的清除功能
其它例证：
溶酶体
乳腺管
哺乳时பைடு நூலகம்
乳腺管
哺乳后
溶酶体
5. 受精中的功能
卵子质膜 卵黄膜
卵子胞质
融合质膜
特化的 凝胶层 溶酶体
顶体泡
顶 体 (acrosome) ： 透明质酸酶、神经 氨酸酶、酸性磷酸 酶和蛋白酶等多种 水解酶
释放的 顶体酶
新组 装的 微丝
精子质膜 精子核
精子头部的顶体在受精过程中的作用图解
M6P
溶酶体水解酶 的分拣机制
第一节 溶酶体
溶酶体的功能
溶酶体
1. 细胞内消化
溶酶体酶小泡 被消化物
次级溶酶体
2. 防御功能
巨噬白细胞
酵母菌
正在吞噬酵母菌的巨噬白细胞
溶酶体
细菌
巨噬白细胞
溶酶体酶小泡
可利用成分
次级溶酶体
残余小体
细胞对外来物的吞噬过程图解
溶酶体
3. 细胞内衰老和多余细胞器的清除