溶酶體發生機理及其作用,溶酶體的發生機理是什麼?

2021-03-19 18:20:47 字數 4675 閱讀 8043

1樓:匿名使用者

溶酶體(lysosomes)真核細胞中的一種細胞器;為單層膜包被的囊狀結構,大小(在電鏡下顯示多為球形,但存在橄球形)直徑約0.025~0.8微米;內含多種水解酶,專為分解各種外源和內源的大分子物質。

溶酶體的功能有二:一是與食物泡融合,將細胞吞噬進的食物或致病菌等大顆粒物質消化成生物大分子,殘渣通過外排作用排出細胞;二是在細胞分化過程中,某些衰老的細胞器和生物大分子等陷入溶酶體內並被消化掉,這是機體自身更新組織的需要。

溶酶體的主要作用是消化作用,是細胞內的消化器官,細胞自溶,防禦以及對某些物質的利用均與溶酶體的消化作用有關。

細胞內消化:對高等動物而言細胞的營養物質主要**於血液中的大分子物質,而一些大分子物質通過內吞作用進入細胞,如內吞低密脂蛋白獲得膽固醇,對一些單細胞真核生物,溶酶體的消化作用就更為重要了。

細胞凋亡:個體發生過程中往往涉及組織或器官的改造或重建,如昆蟲和蛙類的**發育等等。這一過程是在基因控制下實現的,稱為程式性細胞死亡,註定要消除的細胞以出芽的形式形成凋亡小體,被巨噬細胞吞噬並消化。

自體吞噬:清除細胞中無用的生物大分子,衰老的細胞器等,如許多生物大分子的半衰期只有幾小時至幾天,肝細胞中線粒體的平均壽命約10天左右。

防禦作用:如吞噬細胞可吞入病原體,在溶酶體中將病原體殺死和降解。

參與分泌過程的調節,如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。

形成精子的頂體:頂體相當於一個化學鑽,可溶穿卵子的皮層,使精子進入卵子。

所有白細胞均含有溶酶體性質的顆粒,能消滅入侵的微生物。然而,也有一些病源菌(如麻風桿菌、結核桿菌等)能耐受溶酶體酶的作用,因而能在巨噬細胞記憶體活。溶酶體在病理過程中也有重要意義。

由於肺巨噬細胞吞噬吸入的矽或石棉粉塵,引起溶酶體破裂和水解酶的釋放,刺激結締組織纖維的增加,導致矽肺的發生。組織缺氧(如心肌梗死)也可造成溶酶體的急性釋放,使血液中有關酶的濃度迅速增高。

溶酶體的發生機理是什麼?

2樓:追風的飛兒

溶酶體的生物發生

溶酶體的形成是一個相當複雜的過程, 涉及的細胞器有內質網、高爾基體和內體等。比較清楚的是甘露糖-6-磷酸途徑(mannose 6-phosphate sorting pathway):溶酶體的酶類在內質網上起始合成, 跨膜進入內質網的腔, 在順面高爾基體帶上甘露糖6-磷酸標記後在高爾基體反面網路形成溶酶體分泌小泡, 最後還要通過脫磷酸才成為成熟的溶酶體.

大多數溶酶體的酶在寡糖鏈上含有甘露糖, 在順面高爾基網路轉變成甘露糖-6-磷酸。新形成的溶酶體的酶通過高爾基複合體,在高爾基體反面網路與膜受體結合後被包進溶酶體分泌小泡,通過出芽形成自由的分泌泡。通過h+-質子泵調節溶酶體分泌小泡中的ph,使溶酶體的酶同受體脫離,受體再迴圈, 溶酶體酶脫磷酸後成為成熟的初級溶酶體。

■ 溶酶體酶蛋白的m6p標記

研究發現,溶酶體的酶上都有一個特殊的標記∶6-磷酸甘露糖(mannose 6-phosphate, m6p)。這一標記是溶酶體酶合成後在粗麵內質網和高爾基體通過糖基化和磷酸化新增上去的。

● 糖基化

溶酶體酶蛋白在膜旁核糖體上合成,進入內質網後進行n-連線糖基化, 經加工後形成帶有8個甘露糖殘基和2個n-乙醯葡萄糖胺殘基的糖蛋白轉運到高爾基體。

● 訊號斑(signal patch)

訊號斑是溶酶體酶蛋白多肽形成的一個特殊的三維結構, 它是由三段訊號序列構成的, 可被磷酸轉移酶特異性識別。

溶酶體蛋白的多肽上有三段訊號序列, 通過摺疊,三個訊號序列相互靠近形成訊號斑結構。

● 甘露糖磷酸化的酶

將磷酸基團新增到溶酶體酶的甘露糖的第六位碳上的反應是由兩種酶催化的,一種酶是n-乙醯葡萄糖胺磷酸轉移酶(n-acetyglucosamine phosphotransferase),另一個酶是n-乙醯葡萄糖苷酶, 功能是釋放n-乙醯葡萄糖胺。

順面高爾基體中的n-乙醯葡萄糖胺磷酸轉移酶有兩個功能位點,一個識別位點能夠識別訊號斑並與之結合;催化位點與高甘露糖n-連線的寡聚糖以及udp-gl**ac結合。

● 磷酸化反應

反應中磷酸基的供體是udp n-乙醯葡萄糖胺(n-acetyglucosamine,gl**ac), 甘露糖殘基磷酸化的位點是第六位碳原子。每個溶酶體酶蛋白至少有一個甘露糖殘基被磷酸化。

■ 溶酶體酶的m6p分選途徑

這一途徑的兩個關鍵是:m6p標記和m6p受體蛋白。

● m6p受體蛋白(m6p receptor protein)

m6p受體蛋白是反面高爾基網路上的膜整合蛋白, 能夠識別溶酶體水解酶上的m6p訊號並與之結合, 從而將溶酶體的酶蛋白分選出來。

m6p受體蛋白主要存在於高爾基體的反面網路,但在一些動物細胞的質膜中發現有很多m6p受體蛋白的存在, 這是細胞的一種保護機制, 可防止溶酶體的酶不正確地分泌到細胞外。

溶酶體酶前體從粗麵內質網轉移到順面高爾基體, 並進行甘露糖殘基的磷酸化。在反面高爾基網路,磷酸化的酶同m6p受體結合,通過該受體將溶酶體的酶包裝到由纖維狀網格蛋白包被的小泡中, 然後網格蛋白外被很快解體。無包被的運輸小泡很快與次級內體融合, 由於次級內體中ph呈酸性, 致使磷酸化的酶與m6p受體脫離, 接著脫磷酸。

通過次級內體的分選作用。 溶酶體的酶進入從次級內體出芽形成的運輸小泡, 接著同溶酶體融合完成溶酶體酶的傳遞過程。而受體重新回到高爾基體再利用。

為簡化起見, 圖中只標出酶蛋白的一個糖基化位點, 實際上大多數糖蛋白具有多個糖基化的位點。m6p受體也位於細胞質膜中, 它能夠同偶爾分泌到細胞外磷酸化的溶酶體酶結合, 並形成由網格蛋白包被的運輸泡, 最後同樣被傳遞給溶酶體。

●影響m6p分選的因素

brown 和farquhar 發現用胺離子(nh4+)處理細胞能夠干擾溶酶體的分選機制。當溶酶體中胺離子濃度升高時會使溶酶體中的ph升高, 這樣, 溶酶體的酶就不能同m6p受體脫離, 從而影響了m6p受體回到高爾基體再迴圈。其結果,由於高爾基體反面網路中m6p受體的不足, 溶酶體的酶就會分泌到細胞外而不是被包裝到溶酶體分泌小泡。

如果解除nh4+的作用, 使m6p受體得以釋放和再迴圈, 溶酶體的分選恢復正常。

●m6p分選途徑的特點:

①m6p作為分選訊號; ②包埋在高爾基體中的受體能夠被網格蛋白包裝成分泌小泡; ③出芽形成的溶酶體酶的運輸小泡只同酸性的次級內體融合; ④通過次級內體的分選作用使受體再迴圈。

■ m6p分選途徑的發現

m6p分選途徑是通過對一類遺傳病: 稱為溶酶體貯積症(lysosomal storage diseases)的研究發現的,此類遺傳病是由於溶酶體中缺少一種或幾種酶所致。

■ 內體(endosome)

內體有初級內體(early endosome)和次級內體(late endosome)之分, 內體的主要特徵是酸性的、不含溶酶體酶的小囊泡。初級內體是由於細胞的內吞作用而形成的含有內吞物質的膜結合的細胞器。

次級內體中的ph呈酸性, 且具有分揀作用。內體膜上具有atpase-h+ 質子泵,利用h+ 質子的濃度,保證了內部ph的酸性。

■ 溶酶體形成的非m6p途徑

m6p途徑是溶酶體酶分選的主要途徑,但不是惟一的途徑, 這主要是通過對一種遺傳病的研究發現的。

● 粘脂病(mucolipidosis)是一種遺傳病,這種病人不能使甘露糖磷酸化。病人的成纖維細胞中含有很多細胞質小泡,小泡中有大量的未被消化的大分子, 這些大分子在正常情況下是由溶酶體降解的。由於甘露糖不被磷酸化,意味著大多數溶酶體酶不能正確地進入溶酶體。

● 非磷酸化的溶酶體酶

在粘脂病的病人細胞的溶酶體中發現有未被磷酸化的水解酶, 推測這些酶是通過非m6p依賴性的分選途徑進入溶酶體的。這種推測從i-細胞病人的肝細胞溶酶體酶分析中得到證實。i-細胞病人的肝細胞中溶酶體的酶也沒有m6p標記,但是能夠進入溶酶體, 這就說明這些溶酶體必然是通過非m6p依賴的途徑進入溶酶體的,但機理尚不清楚。

● 非m6p途徑的可能方式

兩種可能:一是作為膜蛋白,合成時就插在膜上;另一種可能就是作為前體合成並結合在膜上, 進入溶酶體膜後水解釋放到溶酶體腔中。

溶酶體是怎樣發生的?它有哪些基本功能

3樓:匿名使用者

溶酶體是真核細胞中的一種細胞器,為單層膜包被的囊狀結構.初級溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成的.溶酶體的主要作用是消化作用,清除細胞中無用的生物大分子,衰老的細胞器等

溶酶體功能

4樓:demon陌

功能:一是與食物泡融合,將細胞吞噬進的食物或致病菌等大顆粒物質消化成生物大分子,殘渣通過胞吐作用排出細胞;二是在細胞分化過程中,某些衰老的細胞器和生物大分子等陷入溶酶體內並被消化掉,這是機體自身更新組織的需要。

溶酶體的主要作用是消化作用,是細胞內的消化器官,細胞自溶,防禦以及對某些物質的利用均與溶酶體的消化作用有關。

溶酶體是分解蛋白質、核酸、多糖等生物大分子的細胞器。溶酶體具單層膜,形狀多種多樣,是0.025~0.8微米的泡狀結構,內含許多水解酶。

溶酶體在細胞中的功能,是分解從外界進入到細胞內的物質,也可消化細胞自身的區域性細胞質或細胞器,當細胞衰老時,其溶酶體破裂,釋放出水解酶,消化整個細胞而使其死亡。

初級溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成的,其形成過程如下:

內質網上核糖體合成溶酶體蛋白→進入內質網腔進行n-連線的糖基化修飾,溶酶體酶蛋白先帶上3個葡萄糖、9個甘露糖和2個n-乙醯葡萄糖胺。

後切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖→進入高爾基體cis**囊→n-乙醯葡糖胺磷酸轉移酶識別溶酶體水解酶的訊號斑→將n-乙醯葡糖胺磷酸轉移在1~2個甘露糖殘基上→在中間膜囊由n-乙醯葡萄糖苷酶切去n-乙醯葡糖胺形成m6p配體→與trans膜囊上的受體結合→選擇性地包裝成初級溶酶體。

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