文档介绍：Æ溶酶体膜的稳定性
溶酶体的外被是一层单位膜, 内部没有任何特殊的结构。由于溶酶体中含有各种不同的水解酶类,所以溶酶体在生活细胞中必须是高度稳定的。溶酶体的稳定性与其膜的结构组成有关:
Ä 溶酶体膜中嵌有质子运输泵(H+-ATPase),将H+ 泵入溶酶体内, 使溶酶体中的H+ 浓度比细胞质中高;同时, 在溶酶体膜上有Cl-离子通道蛋白,可向溶酶体中运输Cl-离子, 两种运输蛋白作用的结果,就等于向溶酶体中运输了HCl, 以此维持溶酶体内部的酸性环境(~)。
Ä 溶酶体膜含有各种不同酸性的、高度糖基化膜整合蛋白, 这些膜整合蛋白的功能可能是保护溶酶体的膜免遭溶酶体内酶的攻击, 有利于防止自身膜蛋白的降解。
Ä 溶酶体膜含有较高的胆固醇, 促进了膜结构的稳定。
溶酶体的发现与溶酶体的酶类
溶酶体内含有50多种酶类,, 故均为酸性水解酶(acid hydrolases)。图9-37是典型的溶酶体的大小、所含主要酶类及膜中的V-型质子泵等。
酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶,正是对这种酶的细胞定位研究导致溶酶体的发
现。
图 9-37 溶酶体的形态、大小、及所含主要酶类示意图
Æ 酸性磷酸酶的定位研究与溶酶体的发现
在二十世纪的五十年代初期,Christian de Duve 和他的同事在研究亚细胞组分时发现了溶酶体,不过,溶酶体的发现带有很大的偶然性。
你了解溶酶体的发现过程吗?
Æ溶酶体的酶
溶酶体的酶都有一个共同的特点∶都是水解酶类,在酸性pH条件下具有最高的活性。溶酶体的酶包括∶蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶等,主要类型的酶列于表9-8。
表9-8 溶酶体的主要酶类
酶天然底物酶天然底物
磷酸酶类
酸性磷酸酶磷酸单脂酸性磷酸二脂酶磷酸二脂
酸性焦磷酸酶 ATP, FAD 磷脂酸磷酸酶磷脂酸
磷酸蛋白磷酸酶磷酸蛋白
硫酸酯酶
芳基硫酸酯酶芳基硫酸酯
蛋白酶和肽酶
组织蛋白酶蛋白质胶原酶胶原
肽酶肽
核酸酶
核糖核酸酶 RNA 脱氧核糖核酸酶 DNA
脂酶
磷酸脂酶磷脂酯酶脂肪酸酯
β-葡萄糖脑苷脂酶葡萄糖脑苷脂
糖苷酶
α葡萄糖苷酶糖原β葡萄糖苷酶糖蛋白
β-半乳糖苷酶糖脂、糖蛋白溶菌酶细菌的细胞壁
Æ植物溶酶体
Ä圆球体(spherosome)
是植物细胞中由一层单位膜包裹的含有细微结构的球形颗粒,~1μm,内含酸性水解酶,相当于动物细胞的溶酶体。
Ä植物细胞的液泡(vacuoles)
植物细胞的液泡几乎占据了细胞总体积的90%,它含有多种水解酶类, 并具有与动物细胞的溶酶体酶的类似的功能。液泡膜上具有H+-ATPase, 能够将H+运输到液泡中, 同时在液泡膜上还有一些运输蛋白, 帮助液泡行使一些特殊的功能(图9-38)。
图9-38 植物液泡膜的运输系统及液泡内离子和蔗糖浓度梯度的建立
液泡膜含有两种类型的质子泵:V-型H+-ATPase和单向焦磷酸水解质子泵。这两种泵可以维持液泡中低pH,并建立正电动势,促使Cl-和NO3-从离子通道蛋白进入液泡。通过H+质子梯度的力, 促使Na+、Ca2+和蔗糖从胞质溶胶运入液泡。
溶酶体的类型
由于溶酶体在形态上的多样性和异质性,曾发现各种不同类型的溶酶体。根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段, 大致分为以下几种:
Æ 初级溶酶体(primary lysosome)
此类溶酶体是刚刚从反面高尔基体形成的小囊泡, 仅含有水解酶类,但无作用底物,外面只有一层单位膜,其中的酶处于非活性状态。
Æ次级溶酶体(secondary lysosome)
此类溶酶体中含有水解酶和相应的底物,是一种将要或正在进行消化作用的溶酶体。根据所消化的物质来源不同, 分为自噬性溶酶体、异噬性溶酶体。
Ä自噬性溶酶体(autolysosome)
是一种自体吞噬泡, 作用底物是内源性的,即细胞内的蜕变、破损的某些细胞器或局部细胞质。这种溶酶体广泛存在于正常的细胞内,在细胞内起“清道夫”作用。
Ä 异噬性溶酶体(heterolysosome)
又称异体吞噬泡, 它的作用底物是外源性的, 即细胞经吞噬、胞饮作用所摄入的胞外物质。异噬性溶酶体实际上是初级溶酶体同内吞泡融合后形成的。
溶酶体的功能
溶酶体的主要功能是消化作用(图9-39)。其消化底物的来源有三种途径: ①自体吞噬(autophagy), 吞噬的是细胞内原有的物质; ②通过吞噬形成的吞噬体(phagosome)提供的有害物质; ③通过内吞作用(endocytosis)提供的营养物质。由于吞噬作用和内吞作