溶酶体ppt演示课件.ppt

1、1955年年de Duve等人等人鼠肝匀浆离心鼠肝匀浆离心富富含酸性磷酸酶的颗粒含酸性磷酸酶的颗粒1956电镜电镜细胞化学显示细胞化学显示溶酶体溶酶体第三节溶酶体第三节溶酶体lysosome光镜下的内皮细胞：绿色荧光定位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红色显示线粒体电镜下细胞结构：箭头指溶酶体电镜下细胞结构：箭头指溶酶体 0.2-0.8um圆形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形圆形、卵圆形小体；也长杆状、蛇形称为管状溶酶体、线状溶酶体称为管状溶酶体、线状溶酶体。一、溶酶体的形态特征一、溶酶体的形态特征溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸

2、性水解酶的泡状结构。解酶的泡状结构。具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。可能有很大的不同。溶酶体具有异质性：大小、形态、溶酶体具有异质性：大小、形态、酶种类不同酶种类不同溶酶体含有溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸多种水解酶，这些水解酶多为酸性水解酶；性水解酶；pH值值4-6。酶酶蛋白酶（肽酶）蛋白酶（肽酶）核酸酶核酸酶磷酸酶磷酸酶糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）酯酯酶酶硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）标志酶：标志酶：酸性磷酸酶酸性磷酸酶溶酶体的酶溶酶体的酶溶酶

3、体膜的特性溶酶体膜的特性(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），从而维持溶酶体腔内pH为为5.0的酸性环境。的酸性环境。H+质子泵质子泵溶酶体膜的特性溶酶体膜的特性(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。转运出去，供细胞再利用或排除细胞外。溶酶体膜的特性溶酶体膜的特性(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向溶酶体内，可保护溶酶

4、体膜免受溶酶体内水解酶的消化。酶的消化。溶酶体溶酶体初级溶酶体初级溶酶体：(非活动性溶酶体非活动性溶酶体):只含酶，不含底物。只含酶，不含底物。次级溶酶体次级溶酶体：(活动性溶酶体活动性溶酶体):初级溶酶体初级溶酶体+底物底物次级溶酶体次级溶酶体异噬性溶酶体：异噬性溶酶体：初级溶酶体初级溶酶体+外源性物质外源性物质异噬过程异噬过程+吞饮体吞饮体+吞噬体吞噬体+微吞饮小泡微吞饮小泡自噬性溶酶体：自噬性溶酶体：初级溶酶体初级溶酶体+内源性物质内源性物质(自噬体自噬体)自体自体吞噬吞噬(自噬过程自噬过程)残质体残质体(末溶酶体、残余小体末溶酶体、残余小体)：次级溶酶体内消化分解次级溶酶体内消化分解后

5、的残渣物质。后的残渣物质。二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型电镜图电镜图溶酶体系统功能类型转换关系溶酶体系统功能类型转换关系自噬作用（自噬作用（autophagy）o 细胞内衰老的细胞器或大分子等被内质网或高尔基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（体的膜包裹而形成自噬体（autophagosome)。o 旧细胞器的清除，酶系统的更新。旧细胞器的清除，酶系统的更新。o 依赖溶酶体途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的一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。种过程，进化上具有高度保守性。o 饥饿、应激反应，细胞受到各种理化因素损伤时，饥饿

6、、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。自噬性溶酶体大量增加。：细胞吞噬大颗粒物质形成吞噬体。（巨噬：细胞吞噬大颗粒物质形成吞噬体。（巨噬细胞、中性粒细胞）细胞、中性粒细胞）吞饮作用吞饮作用：细胞吞噬小颗粒物质或水溶性大分子形：细胞吞噬小颗粒物质或水溶性大分子形成吞饮体（动物、人类所有细胞）。成吞饮体（动物、人类所有细胞）。吞噬作用吞噬作用异噬作用（异噬作用（heterophagy）参与细胞的消化、营养和防御作用。参与细胞的消化、营养和防御作用。肝细胞脂褐质肝细胞脂褐质残余小体（残余小体（residual body）台台- -萨氏综合症溶酶体的髓样结构萨氏综合症溶酶体的髓

7、样结构残余体：已失去酶活性，仅留未消化的残渣。可通残余体：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。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。如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。内吞体内吞体rER顺面管网顺面管网反面管网反面管网高尔基复合体高尔基复合体溶酶体水解酶前体溶酶体水解酶前体加入磷酸基团加入磷酸基团M-6-P溶酶体酶溶酶体酶前前溶溶酶酶体体ATPADP+PiH+去除磷酸去除磷酸PH=6成熟溶酶体成熟溶酶体三、三、溶酶体的发生溶酶体的发生多种细胞器参与的复杂而有序的过程多种细胞器参与的复杂而有序的过程内体内体

8、(endosome)o 胞内体：由细胞的胞吞作用形成的一类胞内体：由细胞的胞吞作用形成的一类异质性膜泡。异质性膜泡。o 内体有早期内体和晚期内体。内体有早期内体和晚期内体。o 早期内体：在最初形成的早期内体囊腔早期内体：在最初形成的早期内体囊腔中，是一个中，是一个PH值和细胞外液大致相当的值和细胞外液大致相当的内环境。内环境。o 晚期内体：当早期内体与其它胞内小泡晚期内体：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。上有质子泵，内为弱酸性环境。分选信号：分选信号：Mannose 6-phosphate形成位置形成位置:

9、 : 高高尔基顺面膜囊尔基顺面膜囊酶：磷酸转移酶酶：磷酸转移酶M-6-P受体：反受体：反面膜囊和面膜囊和TCG包被小泡：网格包被小泡：网格蛋白包被蛋白包被溶酶体的形成：溶酶体的形成：o 溶酶体的酶在溶酶体的酶在RER合成合成并进行并进行N-连接糖基化修饰连接糖基化修饰后，后，以芽生方式形成运输小泡转运到高尔基复合体。以芽生方式形成运输小泡转运到高尔基复合体。o 在在高尔基体顺面膜囊高尔基体顺面膜囊内，在磷酸转移酶的催化下，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，形成酶蛋白寡糖链的甘露糖被磷酸化，形成甘露糖甘露糖-6-磷磷酸酸分选标记（分选标记（M-6-P）。）。o 当运输至当运

10、输至TGN与膜上相应的受体与膜上相应的受体结合，包装浓缩形结合，包装浓缩形成成网格蛋白包被网格蛋白包被的有被小泡并从高尔基体离断。有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。无被小泡被小泡脱去包被，形成光滑的无被小泡。无被小泡内内PH近中性，酶蛋白没有活性。近中性，酶蛋白没有活性。o 无被小泡与胞内无被小泡与胞内晚期内体融合晚期内体融合形成内体性溶酶体，形成内体性溶酶体，H+质子泵泵入质子泵泵入H+ ,受体与酶分离，去磷酸，成为成受体与酶分离，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熟的溶酶体酶。受体形成运输小泡返回高尔基体循环利用。环利用。四、溶酶体

11、的功能四、溶酶体的功能参与细胞内的各种参与细胞内的各种消化活动消化活动，并与，并与免疫活免疫活动动及及激素分泌激素分泌的调节有一定的关系。的调节有一定的关系。溶酶体的消化作用溶酶体的消化作用异溶作用：对细胞内吞物的消化。异溶作用：对细胞内吞物的消化。自噬作用：对自身物质的消化。自噬作用：对自身物质的消化。胞外消化：对细胞外物质的消化。胞外消化：对细胞外物质的消化。1、溶酶体的消化、营养和防御作用、溶酶体的消化、营养和防御作用抗原抗原加工加工抗抗原原初级溶初级溶酶体酶体+异溶异溶酶体酶体90%降解降解10%不被不被降解降解免疫原性复免疫原性复合物合物抗原提呈抗原提呈T淋巴细胞淋巴细胞识别识别免疫

12、应免疫应答答2、溶酶体参与免疫过程、溶酶体参与免疫过程3 3、溶酶体对激素分泌的调节作用、溶酶体对激素分泌的调节作用( (甲状腺素甲状腺素) )甲状腺滤泡上皮细胞甲状腺滤泡上皮细胞胶滴胶滴初级溶酶体初级溶酶体甲状腺素甲状腺素4.4.细胞外消化：受精、骨质更新、个体发育细胞外消化：受精、骨质更新、个体发育溶酶体与受精：溶酶体与受精： 精子的顶体，其本质也是一种溶酶体精子的顶体，其本质也是一种溶酶体. .溶酶体的生理功能小结：溶酶体的生理功能小结：o 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器。清除无用的生物大分子、衰老的细胞器。o 防御功能。防御功能。o 其他重要的生理功能：其他重要的生理功能：n 为细

13、胞提供营养为细胞提供营养.n 在分泌腺细胞中，参与分泌过程。在分泌腺细胞中，参与分泌过程。n 参与机体的器官组织变态和退化。参与机体的器官组织变态和退化。n 协助精子与卵细胞受精。协助精子与卵细胞受精。n 在骨质更新中的作用。在骨质更新中的作用。五、溶酶体与疾病五、溶酶体与疾病n溶酶体膜失常与疾病溶酶体膜失常与疾病:矽肺矽肺、石棉沉着、石棉沉着病、类风湿性关节炎。病、类风湿性关节炎。n先天性溶酶体病：糖原贮积病、台先天性溶酶体病：糖原贮积病、台-萨氏萨氏综合征、粘多糖沉积病等。综合征、粘多糖沉积病等。o 台台-萨氏综合征（萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：溶）：溶酶体缺少氨基

14、已糖酯酶酶体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂，导致神经节甘脂GM2积累积累 。o II型糖原累积病：缺乏型糖原累积病：缺乏-1,4-葡萄糖苷酶，糖葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。原在溶酶体中积累。1 1溶酶体贮积症：遗传性疾病，溶酶体贮积症：遗传性疾病，酶基因突变酶基因突变Tay-Sachs disease：神经节苷脂储积：神经节苷脂储积黑蒙性家族痴呆症：氨基已糖酯酶黑蒙性家族痴呆症：氨基已糖酯酶A缺乏缺乏II型糖原累积病（型糖原累积病（Pompe病）病） -1,4-葡萄糖苷酶缺乏，肌无力、心力衰竭葡萄糖苷酶缺乏，肌无力、心力衰竭肝肿大肝肿大糖原储积糖原储积2. 2. 矽肺矽肺: : 溶酶体

15、膜异常溶酶体膜异常 二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬，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，肺复进

16、行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。组织纤维化。0.2-1.7um圆形、卵圆形小体；中央常含有圆形、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。肝细胞和肾近曲小管上皮细胞中多见。过氧化物酶体的形态特征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。酶和过氧化氢酶的泡状结构。第四节第四节 过氧化物酶体过氧化物酶体（Peroxisome）类核体类核体电镜图电镜图过氧化物酶体含有过氧化物酶体含有40多种酶。多种酶。标志酶：标志酶：过

17、氧化氢酶过氧化氢酶过氧化物酶体的酶过氧化物酶体的酶氧化酶：氧化酶：50%，特征：氧化底物的同时，将氧，特征：氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。还原成过氧化氢。过氧化氢酶：过氧化氢酶：40%, 作用：对氧化酶作用底物后作用：对氧化酶作用底物后形成的过氧化氢还原成水。形成的过氧化氢还原成水。对有毒物质的解毒作用：对有毒物质的解毒作用：氧化底物的作用：将底氧化底物的作用：将底物氧化并产生过氧化氢。物氧化并产生过氧化氢。防止防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用：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。还原过氧化氢的作用：将过氧化氢还原成水。RH2+O2R+H2O

18、2H2O2+RH2R+H2O过氧化物酶体的功能过氧化物酶体的功能o 囊泡（囊泡（vesicle）是真核细胞中常见的膜泡结构。）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。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。过程，并总是伴随着物质的转运。o 囊泡转运（囊泡转运（ vesiclar transport）是指囊泡）是指囊泡以出芽的形式，从一种细胞器膜产生、断离后以出芽的形式，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。由囊又定向地与另一种细胞

19、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。是细胞内物质定向运输的基本形式。 第五节第五节 囊泡与囊泡运输囊泡与囊泡运输1.笼形蛋白包被小泡笼形蛋白包被小泡(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；输及由质膜到细胞内的运输；2.COPII包被小泡：介导从内质网向高尔基体的包被小泡：介导从内质网向高尔基体的运输；运输

20、；3.COPI包被小泡：将蛋白从高尔基体返回内质网。包被小泡：将蛋白从高尔基体返回内质网。囊泡的三种主要类型囊泡的三种主要类型COPII-coated vesicles move materials from the ER “forward” to Golgi complex.(COP is an acronym for coat proteins.)COPI-coated vesicles move materials in a retrograde direction from Golgi stack “backward” toward the ER and from TGN “backw

21、ard” 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. 囊泡转运是细胞内物质定向运输的基本形式囊泡转运是细胞内物质定向运输的基本形式特征：特征：直径在直径在50100nm之间之间外被以由网格蛋白纤维构成的网架结构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

22、框与囊膜之间填充、覆盖有大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量的衔接蛋白功能：功能：产生于高尔基复合体、细胞膜，介导从高尔基复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将外来物质转送到细胞质或溶酶体. . 网格蛋白有被囊泡网格蛋白有被囊泡 (clathrin-coated vesicle)网格蛋白有被小泡形态结构网格蛋白有被小泡形态结构 网格蛋白网格蛋白经由胞吞作用的网格蛋白有被小泡之形成过程经由胞吞作用的网格蛋白有被小泡之形成过程 Sar-GTP与内质网膜的结合起始与

23、内质网膜的结合起始COPII亚基的装配，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集被转运的可溶性蛋白2. COPII-coated vesicles ：ER向向Golgi转运转运.COPII包被小泡的装配包被小泡的装配3. COPI-coated vasicles o 产生于高尔基体顺面膜囊，主要负责内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，基复合体膜内蛋白的逆向运输，o ADP-ribosylation factor(ARF

24、), GTP binding protein囊泡与膜结构的脱离步骤囊泡与膜结构的脱离步骤囊泡与膜结构的融合：特异性囊泡与膜结构的融合：特异性v-SNARE和和t-SNARE的特异性识别结合的特异性识别结合囊泡运输小结囊泡运输小结名词解释名词解释1.1.网格蛋白包被的小泡网格蛋白包被的小泡2.2.初级溶酶体、次级溶酶体、残余小体初级溶酶体、次级溶酶体、残余小体简答题简答题1.1.试述溶酶体的形成过程。试述溶酶体的形成过程。2.2.简述溶酶体的类型。简述溶酶体的类型。3.3.简述矽肺的发病机理。简述矽肺的发病机理。4.4.简述三种不同膜组分介导的膜泡运输方式和功能。简述三种不同膜组分介导的膜泡运输方式和功能。5.5.简述溶酶体膜的特性和功能。简述溶酶体膜的特性和功能。思考题思考题