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技術(shù)專欄

溶酶體酶(lysosomal enzyme)
供稿:科鹿生物發(fā)布時(shí)間:2022-05-04瀏覽量:3410次

1.溶酶體的發(fā)現(xiàn)

1949年,比利時(shí)布魯塞爾細(xì)胞病理學(xué)院科學(xué)家deDuve將大鼠肝組織勻漿,對(duì)各種細(xì)胞器進(jìn)行分離,以期找出與糖代謝的酶有關(guān)的細(xì)胞器,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)細(xì)胞中還存在一種新的細(xì)胞器。1955年,de Duve與Novikof合作,首次用電子顯微鏡觀察到這種細(xì)胞器,1956年被定名為溶酶體。他和他的同事——電子顯微鏡專家克洛德和帕拉迪分享了1974年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

 

2.溶酶體的結(jié)構(gòu)

至今只在動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)溶酶體,溶酶體(lysosome)為細(xì)胞漿內(nèi)由單層脂蛋白膜包繞的內(nèi)含一系列酸性水解酶的小體。它是一種由單層膜包被的囊狀結(jié)構(gòu),且是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。在不同類型細(xì)胞中,溶酶體的形態(tài)、大小不同。一般呈圓形小泡,直徑為0.25~0.8μm,內(nèi)含多種多樣的酸性水解酶,可分解各種外源或內(nèi)源的大分子物質(zhì)。因而溶酶體被比喻為細(xì)胞內(nèi)的“酶?jìng)}庫(kù)”“消化系統(tǒng)”。

3.溶酶體的分類和形成

溶酶體的形成是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。一般認(rèn)為,溶酶體里的酶是經(jīng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成后運(yùn)輸?shù)礁郀柣w的,在此經(jīng)過(guò)加工、分揀與濃縮,被覆外膜,形成囊泡,然后離開高爾基復(fù)合體,此時(shí)只含水解酶而不含被催化的底物,稱為初級(jí)溶酶體。初級(jí)溶酶體與細(xì)胞內(nèi)的胞內(nèi)體、吞噬體和自噬體融合形成復(fù)合物,溶酶體中的酸性水解酶發(fā)揮作用,將胞內(nèi)體和吞噬體等逐步消化,此時(shí)的溶酶體不僅含有水解酶,而且含有大量被催化的底物,是一種正在進(jìn)行消化作用的溶酶體,被稱為次級(jí)溶酶體。次級(jí)溶酶體內(nèi)的消化作用完成后,酶的活力變得很弱甚至喪失,僅留有未消化的殘?jiān)Q為殘余體。

 

 

ELK Biotechnology可以提供的溶酶體酶相關(guān)指標(biāo)
貨號(hào) 品名 規(guī)格價(jià)格(48T/96T) UniProtKB
ELK3300 Human ACP2(Acid Phosphatase 2, Lysosomal) ELISA Kit 1960/2800 P11117
ELK2328 Human ACP3(Acid Phosphatase 3, Prostatic) ELISA Kit 1960/2800 P15308
ELK9590 Human TRACP-5b(Tartrate Resistant Acid Phosphatase 5b) ELISA Kit 1960/2800 P13685
ELK1930 Human RNASE1(Ribonuclease A) ELISA Kit 1960/2800 P07998
ELK1791 Human DNASE1(Deoxyribonuclease I) ELISA Kit 1960/2800 P24855
ELK1911 Human CTSK(Cathepsin K) ELISA Kit 1960/2800 P43235
ELK4714 Human ARSA(Arylsulfatase A) ELISA Kit 1960/2800 P15289
ELK2772 Human GUSb(Glucuronidase Beta) ELISA Kit 1960/2800 P08236
ELK4035 Human HAT1(Histone Acetyltransferase 1) ELISA Kit 1960/2800 O14929
ELK9575 AcCoA(Acetyl CoA) ELISA Kit 1960/2800 /
ELK4042 Human HDAC1(Histone Deacetylase 1) ELISA Kit 1960/2800 Q13547
ELK2950 Human HAase(Hyaluronidase) ELISA Kit 1960/2800 /
 
4.溶酶體中的酶
4.1種類 

目前已發(fā)現(xiàn)溶酶體中的酸性水解酶有60余種,包括水解蛋白質(zhì)、糖類、脂類等物質(zhì)的酶。例如,酸性磷酸脂酶、組織蛋白酶、核糖核酸酶、透明質(zhì)酸酶、磷酸轉(zhuǎn)移酶、β-半乳糖苷酶、芳香基硫酸脂酶A和B等。大多數(shù)溶酶體里的酶是糖蛋白,但也有例外,如鼠肝細(xì)胞和腎細(xì)胞溶酶體里的酶大部分是脂蛋白。

4.2來(lái)源 

溶酶體中的酶與分泌蛋白的形成類似,都是由附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成不成熟的酶,然后在信號(hào)肽的引導(dǎo)下進(jìn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),經(jīng)初步加工連接一些糖基團(tuán),如葡萄糖、甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺等,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過(guò)形成囊泡將這些較成熟的酶轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體,經(jīng)高爾基體的再加工,如將N-乙酰葡萄糖胺殘基移接到甘露糖殘基上等,形成成熟的酶。 

4.3特點(diǎn) 

溶酶體的膜蛋白多為糖蛋白,溶酶體膜內(nèi)表面帶負(fù)電荷,所以有助于溶酶體中的酶保持游離狀態(tài),這對(duì)行使正常功能和防止細(xì)胞自身被消化有著重要意義;

所有水解酶在pH5.0左右時(shí)活性最佳,但其周圍胞質(zhì)中pH約為7.2,溶酶體膜上含有一種特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,可以利用ATP水解的能量將細(xì)胞質(zhì)中的H+泵入溶酶體,以維持pH為5;
只有當(dāng)被水解的物質(zhì)進(jìn)入溶酶體內(nèi)時(shí),溶酶體內(nèi)的酶類才行使其分解作用。一旦溶酶體膜破損,水解酶逸出,將導(dǎo)致細(xì)胞自溶。

 
5.溶酶體的功能

5.1細(xì)胞內(nèi)消化 

對(duì)高等動(dòng)物而言,細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要來(lái)源于血液中的小分子物質(zhì),而一些大分子物質(zhì)則通過(guò)胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞,例如內(nèi)吞低密度脂蛋白獲得膽固醇;對(duì)一些單細(xì)胞真核生物而言,溶酶體的消化作用就更為重要。例如,草履蟲將吞噬進(jìn)細(xì)胞的食物或致病菌等大顆粒物質(zhì)消化,其中可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)用于各項(xiàng)代謝活動(dòng),殘?jiān)ㄟ^(guò)胞吐作用排出。 
 

5.2自溶作用(細(xì)胞凋亡) 

通過(guò)自溶作用清除發(fā)育過(guò)程中退化的細(xì)胞和死亡的細(xì)胞,以保證細(xì)胞正常生長(zhǎng)和發(fā)育。個(gè)體發(fā)生過(guò)程中往往涉及組織或器官的改造或重建,如昆蟲和蛙類的變態(tài)發(fā)育、足的退化和尾的消失等,這一過(guò)程是在基因控制下實(shí)現(xiàn)的,稱為程序性細(xì)胞死亡(即細(xì)胞凋亡),這些注定要消除的細(xì)胞以出芽的形式形成凋亡小體,被巨噬細(xì)胞吞噬并通過(guò)溶酶體消化,從而清除不需要的細(xì)胞。 
 

5.3自體吞噬

清除細(xì)胞中無(wú)用的大分子、衰老的細(xì)胞器等。許多生物大分子的半衰期只有幾小時(shí)至幾天,例如肝細(xì)胞中線粒體的平均壽命為10d左右,這就需要溶酶體將其吞噬消化。 

 

5.4防御作用

所有白細(xì)胞均含有溶酶體性質(zhì)的顆粒,能消滅入侵的微生物,如吞噬細(xì)胞可吞入病原體,在溶酶體中將病原體進(jìn)行處理、殺死或降解。然而,也有一些病源菌(例如,麻風(fēng)桿菌、結(jié)核桿菌等)能耐受溶酶體酶的作用,因而能在巨噬細(xì)胞內(nèi)存活。 

 

5.5參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)

研究發(fā)現(xiàn),大鼠腦垂體分泌催乳素受到抑制時(shí),溶酶體與細(xì)胞內(nèi)一部分分泌顆粒融合,將其消化降解以消除細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的激素,這種現(xiàn)象叫做粒溶或分泌自噬。幾乎所有分泌蛋白質(zhì)和肽類激素的細(xì)胞中都存在粒溶現(xiàn)象,細(xì)胞通過(guò)這種方式,對(duì)激素的分泌量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),如將甲狀腺球蛋白處理成有活性的甲狀腺素等。

 

5.6形成精子的頂體

精子的頂體,其本質(zhì)也是一種溶酶體。在受精過(guò)程中,頂體中的酶被釋放到細(xì)胞外,能消化卵子外周的卵泡細(xì)胞和透明帶,形成精子入卵的通道,便于精子進(jìn)入卵細(xì)胞,達(dá)到受精的目的。
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