6.Klassifikatsiya ензими, съдържащи се в лизозоми
7.Lizosomnye заболявания съхранение
10.Spisok използвана литература
Въвеждане на лизозоми са свързани с концепцията за така наречените "microbodies", описани за първи път от Roden, в нефрони на бъбреците, а след това учи в черния дроб при различни експериментални условия и Rul'e Бернхард. Това microbody, много по-малко множество от митохондриите са заобиколени от само една добре дефинирана мембрана и съдържа фин вещество, което може да се кондензира в центъра, образуващи хомогенна непрозрачен ядро. Тези microbodies често се срещат в близост до каналчета на жлъчката. Те се изолират чрез центрофугиране и се извършва на лизозомите. Rul'e Bernhard и показа, че броят на microbodies значително увеличава в черния дроб след хепатектомия или regeniruyuschey отравяне химикали, които разрушават чернодробните клетки (тетрахлорметан), и по време на хранене възобновено след гладуване.
Терминът "лизозом", посочвайки литични частици, е въведена през 1955 г. от Christian де Dyuvom за мембранно-свързани органели, които съдържат кисели хидролази пет които изучават де Dyuvom и колегите му в продължение на няколко години. В момента лизозомите натрупани огромно количество данни, има около 40 различни вида хидролитични ензими. Много внимание се отделя на изучаването на редица генетични дефекти на ензимите локализирани в тези органели и свързаните с тях заболявания съхранение на лизозоми.
1. Структура и sostavlizosom
Лизозом (от гръцката leuyt -. Sfma разтвори и - тялото), органели на животински клетки и гъбични извършващи вътреклетъчно разграждане. Той представлява заобиколен от 0,2-2,0mkm диаметър на везикулата един мембрана, съдържаща както матрицата и мембраната определя хидролитични ензими (кисела фосфатаза, нуклеаза, катепсин Н (лизозомна аминопептидаза), катепсин А (лизозомна карбоксипептидаза), катепсин В, G, L, NADFNoksidaza, колагеназа, глюкуронидаза, глюкозидаза, и др. около 40 видове), активен в слабо кисела среда. Обикновено, клетка има до няколко стотин лизозоми. В мембраната на лизозоми са АТР-зависима протонна помпа вакуоларна тип (Фигура А). Те обогати лизозоми протони, при което лизозомна рН 4.5-5.0 на (докато в цитоплазмата, рН 7,0-7,3) към вътрешната среда. Лизозомни ензими имат рН оптимално от около 5.0 m. Е. В кисела среда. При рН близо до неутрално характеристика цитоплазма, тези ензими имат ниска активност. Очевидно е, че това е механизъм за клетъчна защита срещу себе храносмилането, че ако ензима лизозомния, случайно попадне в цитоплазмата.
Структурата на мембраната на лизозоми е комбинация на плочообразни порции конструирани и тип мицеларен. Мицелите са в динамично равновесие с частите на плочите - този баланс зависи от условията на околната среда. Полярните фосфолипидни групи образуват на повърхността на мицел и неполярни части активно. Пространството между липидните молекули е заета от вода. Мицеларни сайтове съдържат дълги пори. Тези пори са запълнени с вода и могат да бъдат затворени от полярни липидни групи. Тази организация предоставя мембранната пропускливост не само хидрофилен, но и за хидрофобни вещества.
W Неорганични съединения (Fe3 +. Олово, кадмий, силиций)
W Органични съединения (протеини, полизахариди, олигозахариди, някои - захароза, фосфолипиди - фосфатидилхолин и fosfotidilserin, мастни киселини, -. Ненаситен, което допринася за високата стабилност на мембраната)
2.Obrazovanie лизозоми
Чрез морфология секретират лизозомна тип 4:
1. Основни лизозоми
2. Средни лизозоми
4. Остатъчен теле
Основни лизозоми са малки мембранни везикули пълни безструктурен вещество, съдържащ набор от хидролаза. Маркерен ензим към лизозомите е кисела фосфатаза. Основни лизозоми са толкова малки, че те са много трудно да се разграничат от малки вакуоли в областта на периферията на апарата на Голджи. Впоследствие първични лизозоми предпазител с фагоцитни вакуоли или pinotsitarnymi и образуват вторични лизозоми или храносмилателната вътреклетъчен вакуола (фиг. 3-В). В този случай, съдържанието на първичния лизозома предпазители със съдържанието или фагоцитни вакуоли pinotsitarnoy и хидролаза първичен достъп лизозоми за субстрати, които започват да се разлагат.
Лизозоми може да се слее с друг и по този начин увеличаване на обема, със сложна вътрешна структура. Съдбата вещества popavshivshih да лизозоми е тяхното разцепване хидролазна мономери, мономерите са транспортирани през мембраната да hyaloplasm на лизозоми, когато са включени в различни метаболитни процеси.
Разкъсване и храносмилането не може да се осъществи. В този случай, хаотичен храни и преминават в вторични лизозоми остатъчни клетки (Фиг. 2-В) се натрупват в лизозоми кухина. Остатъчен теле да съдържа по-малко хидролитични ензими, който се провежда печат и нейното съдържание pereotrabotka. Често остатъчни телца наблюдават вторични структурни хаотичен липиди, които образуват комплекс слоеста структура. Това се случва, отлагане на пигмент вещества.
Autophagosomes намерени в клетките на протозои. Те принадлежат към вторичните лизозомите (фиг. В-1). Но му състояние на фрагментите съдържат цитоплазмени структури (остатъците от митохондриите, пластиди, EPR, останки от рибозоми, същите могат да съдържат гликогеновите гранули). Процесът на образуване не е ясна, но предполага, че първичните лизозомите са разположени около клетъчни органели сливат една с друга и разделени от съседните участъци органел цитоплазмата. Смята се, че autofagotsitoz, свързани с разрушаване на комплексни клетъчни съставки. При нормални условия, броят на autophagosomes увеличава в метаболитен стрес. В различни наранявания autofagotsitozu клетки могат да претърпят цялата площ клетка.
Лизозоми присъстват в различни клетки. Някои от тях са специализирани клетки, такива като левкоцити, ги съдържат в особено големи количества. Интересно е, че някои растителни видове, в която клетките не са открити лизозоми съдържат хидролитични ензими в клетъчните вакуоли, които, следователно, могат да изпълняват същата функция като лизозома. Лизозомни функция, както изглежда, е в основата на процеси, автолиза и тъканна некроза когато ензими са освободени от тези органели, в резултат на случайни или "програмирани" процеси.
Естествената функция на лизозоми е доставката на хидролитични ензими за вътреклетъчно и евентуално за извънклетъчния употреба; След като съдържанието на лизозом мембрана сливане могат да бъдат смесени със съдържанието на фагоцитни мехурчета, така че хидролизните процеси се провеждат в пространството, разделени от всички региони на цитоплазмата, които са уязвими към хидролиза на вътреклетъчни компоненти. Показано е, че ензимите лизозомни могат да бъдат освободени и извънклетъчното пространство. продуктите на хидролизата могат да проникнат в цитоплазмата на органели или клетките, получени от отвън.
4.Biosintez и транспорт на лизозомни протеини
Лизозомни протеини се синтезират в RER (фиг. В), където те са гликозилирани чрез прехвърляне на остатъци олигозахаридни. В следващ етап, типични за лизозомни протеини, крайни манозни остатъци (мъж), фосфорилиран при С-6 (диаграмата отдясно). Реакцията се провежда в два етапа. Първо, протеинът се прехвърля към GlcNAc-фосфат, и след това отива разцепване GlcNAc. По този начин, лизозомни протеини в процеса на сортиране крайния остатък на маноза-6-фосфат придобие (Man-6-P, 2).
Мембраните на молекулите на Golgi апарат са рецептори, специфични за Man-6-р-остатъци и по този начин специфично разпознаващи и селективно свързване лизозомни протеини (3). Локално натрупване на тези протеини се осъществява чрез клатрин. Този протеин може да намали и транспортират подходящи мембранни фрагменти, състоящи се от транспортни везикули endolizosomam до (4), които след това се зряло да образуват първични лизозоми (5) в края на Man-6-P се разцепват фосфатна група (6).
Man-6-P-рецептори се използват отново в процеса на рециклиране. Намалена рН в endolizosomah води до дисоцииране на рецепторни протеини (7). След рецептори чрез транспортни везикули се транспортират обратно към апарата на Голджи (8).
5.Organelly образуван от лизозоми
Някои диференцирани клетки лизозоми могат да изпълняват специфични функции, образуващи допълнителни органели. Всички допълнителни функции, свързани с отделянето на вещества.
6.Klassifikatsiya ензими, съдържащи се в лизозоми
Ензимите, които се съдържат в лизозомите, се класифицират като хидролази. Те се ускори реакцията на разцепване на органични съединения с участието на вода. В зависимост от природата на субстрата се хидролизира, хидролази са разделени в подкласове:
1. естеразите ускоряване хидролиза на естери с алкохоли, органични и неорганични киселини. големи podpodklassami хидролазите са естерази естери на карбоксилни киселини и фосфатази. Като представител на първото podpodklassa помисли липаза. Липаза ускорява хидролиза външно, т.е. а-естер, връзки в молекулите на триацилглицероли (мазнини). Фосфатазна катализират хидролиза на фосфатни естери. Особено широко фосфатаза в качеството на въглехидратни естери на фосфорната киселина, като глюкоза-1-фосфатаза. Действието на фосфатази проявяват в широк диапазон на рН от 3 до 9, обаче секретират алкална и кисела фосфатаза. Ние сме заинтересовани в този случай, кисела фосфатаза, която е маркер на ензима лизозомна. Повечето от тях имат широка субстратна специфичност.
2. Пептид - хидролаза ускоряване хидролиза на протеини, пептиди и други съединения, съдържащи пептидни връзки. Специфичността на протеолитични ензими се определя от естеството на страничните аминокиселинни групи, които са в непосредствена близост до хидролизируема връзка. Друга важна характеристика е позиция специфичност пептидаза хидролизируеми облигации; На тази основа се прави разлика две основни групи пептидази. Екзопептидази - са ензими подгрупи 3.4.11 - 15, за работата на който изисква или свободно терминална амино група (аминопептидаза) или свободна крайна карбоксилна група (карбоксипептидаза). Останалите пептидаза или ендопептидаза хидролизира някои връзки във веригата; ефектите на някои от тях се инхибира ако някои хидролизируеми връзки е свободен край група. Катепсините (от С kathepso -. Преглед), протеолитични ензими от групата на ендопептидаза. Локализирани в лизозомите на животински клетки. Извършва вътреклетъчното разграждане на протеини. Притежават широка специфичност, оптимална активност - при слабо кисело рН.
3. нуклеаза, ускоряване на реакцията на разцепване на фосфодиестерни връзки в нуклеиновите киселини на полинуклеотидна верига, за да образуват моно - и олигонуклеотиди. разцепване Гранични разцепва мононуклеотиди екзонуклеази във веригата на полинуклеотид се извършва с ендонуклеази. Нуклеази да разцепват РНК (рибонуклеази) и ДНК (ДНК-аза) или и двете (например, неспецифична нуклеаза). Нуклеаза е широко разпространен в природата и играят важна роля в разграждането и синтеза на нуклеинови киселини. Нуклеаза се характеризира с широки и припокриващи особености; класификация на тези ензими е много трудно и protirechiva.
4. гликозидази ускоряване хидролиза реакция на гликозиди, включително въглехидрати. В зависимост от това пространствено изомер (А или С), действащ ензим, тя принадлежи към а- или А-гликозидази. Така гликозидази имат изразен пространствен специфичност, която се определя от конфигурацията на всеки - СНОН-групи. Допълнителни гликозидни субстрати, за които действието на някои гликозидази са олиго - и полизахариди. Ензимите на тази голяма и важна група от субстрати разцепва главно в молекулата, която не съдържа заредени групи. В тези субстрати контролирани подреждане на хидроксилни групи и водородни атоми. Като правило, гликозидаза проявяват висока степен на специфичност по отношение на специално монозахарид пръстен; обаче агликон прикрепена група може да има повече или по-малко забележим ефект. В някои случаи (например, nukleozidaz) е ефектът на агликон е по-силно изразено от ефекта на монозахариди компонент. Inozinaza, например, хидролиза gipoksantinribozid, но не действа по ksantinribozid.
5. хидролазите действащи от С - N-връзка, които се различават от пептида, т.е. ускори хидролизата на амиди. От тях важна роля в организма играе уреаза, аспарагиназа и glutaminase. Уреаза ускорява хидролизата на урея на NH3 и СО2. Аспарагиназа и glutaminase ускори хидролизата на амиди на дикарбоксилни аминокиселини - аспарагинова киселина и глутаминова. Чрез хидролази, действащи от С - N-връзка, която се различава от пептид, с изключение амидази са ензими, които катализират хидролизата на С - N-връзки в линейни амидини. Сред тях е и аргиназата.
7.Lizosomnye заболявания съхранение
Концепцията на заболявания съхранение лизозомни е разработен от изследването на съхранение гликоген тип заболяване II (Pompe). натрупване Факт гликоген в лизозоми поради липса на а-глюкозидаза, и данните, получени при изследването на други аномалии оставя Heroult определи вродена лизозомна заболяване като това състояние, в което: 1) се определя от повреда на един лизозомния ензим и 2) в рамките на свързаните лизозомни вакуоли показват необичайни депозити (субстрат). Това определение може да бъде модифицирана да включва един ген дефекти, които засягат един или повече лизозомния ензим, като по този начин да се разшири до такива заболявания като Mucolipidosis и мулти-DLY дефицит sulphatase. Определянето може да се разшири и по-нататък, така че да обхване недостатъчност и други протеини, необходими за функционирането на лизозоми (активиращи сфинголипид унищожаване ензими). Тези биохимични и генетични изследвания показват, че тези активиращи протеини са включени в хидролизата на няколко основи.
заболявания съхранение лизозомни се обединяват повечето заболявания на натрупване на липиди, мукополизахаридози, Mucolipidosis, заболявания и други гликопротеини натрупване. Ензим дефицит е автозомно рецесивен основа, с изключение мукополизахаридоза II (MPS II) Hunter, която се предава по наследство като Х-свързан рецесивен черта, и болест на Фабри, която се занимава с Х-хромозомата и често се проявява при жените. Набелязани органи са обичайното място за унищожаване на даден макромолекули. Например, хора с нарушен процес миелин унищожаване в процеса включва бялото вещество на мозъка, в нарушение на процеса фрактура гликолипиди еритроцитите строма развива хепатоспленомегалия, и в нарушение на фрактури повсеместни мукополизахариди - генерализирана тъканно увреждане. Натрупването на материал често предизвиква vistseromegaliyu или макроцефалия, но може да се развие вторична атрофия, особено на мозъка и мускулите. Като цяло, симптомите на съответната болест е причинена от вредния ефект на натрупване на вещества, но често не е ясно как точно те причинят смърт или дисфункция на клетките. Всички тези заболявания се развиват, и много от тях са фатални в детството или юношеството. За окончателна диагноза от най-важните резултати от определяне на специфични ензими в серума, левкоцити или култивирани кожни фибробласти; подходящи тестове са избрани въз основа на клиниката на заболяването. Тези заболявания имат широк фенотипни колебания, и много от тях са свързани с възрастта, т. Е. Разграничаване инфантилен, млади и възрастни от тяхната форма. Освен това, в заболявания, причинени от единични генни дефекти, различни комбинации на висцерална и неврологични аномалии на костите.
Свързани статии