A lizoszómák biokémiája - kivonatok, esszék letöltése, szabad kivonatok
6. A lizoszómákban található enzimek osztályozása
7. Lizoszomális tárolási betegségek
10. A használt irodalom jegyzéke
Bevezetés lizoszómák kapcsolódnak a koncepció az úgynevezett „mikrotestekben”, írta le először Roden, a proximális tubulusok a vese, majd vizsgáltuk a májban a különböző kísérleti körülmények és a Rul'e Bernhard. Ezek microbody, sokkal kisebb, számos, mint a mitokondriumok körül csak egy jól meghatározott membrán és tartalmaznak finom szemcséjű anyag, amely lecsapódhat a központban, amely egy homogén, átlátszatlan magot. Ezek a mikroorganizmusok gyakran megtalálhatók az epevezeték közelében. Centrifugálással izoláltak és lizoszómákhoz vitték. Rul'e Bernhard és megmutatta, hogy a számos mikrotestekben jelentősen növeli a májban májkimetszés után vagy regeniruyuschey mérgezés vegyi anyagok, amelyek elpusztítják a máj sejtek (szén-tetraklorid), és adagolása közben folytatják éhgyomorra.
A „lizoszőmába”, jelezve litikus részecskék vezették be 1955-ben Christian de Dyuvom a membránhoz kötött sejtszervecskék, amelyek a savas hidrolázok öt tanult de Dyuvom és kollégái több éve. Jelenleg hatalmas mennyiségű információt gyűjtöttek fel a lizoszómákról, körülbelül 40 különböző típusú hidrolitikus enzimről ismert. Nagy figyelmet fordítanak a tanulmány számos genetikai hibák enzimek lokalizálható ezek sejtszervecskék és a kapcsolódó lizoszomális tárolási betegségek.
1. Szerkezet és összetétel
Lizoszóma (a görög leuyt -. Sfma oldódnak, és - a test), organellumok állati sejtek és gombás végző intracelluláris emésztést. Ez jelentése körülvéve egyetlen membrán vezikulum átmérője 0,2-2,0mkm tartalmazó mind a mátrix és a membrán meghatározott hidrolitikus enzimek (savas foszfatáz, nukleáz, katepszin H (lizoszomális aminopeptidáz), katepszin A (lizoszomális karboxipeptidáz), katepszin B, G, L, NADFNoksidaza, kollagenáz, glükuronidáz, glükozidáz, és mások. körülbelül 40 fajta), aktív egy gyengén savas közegben. Általában egy cellában több száz lizoszóma van. A membrán a lizoszómákban vannak ATP-függő protonpumpa vakuoláris-típusú (A ábra). Gazdagítják lizoszómák protonok, miáltal a lizoszóma pH-jának 4,5-5,0 (mivel a citoplazmában, pH 7,0-7,3), hogy a belső környezet. A lizoszómális enzimek pH-jának optimuma körülbelül 5,0, azaz a savas régióban van. A citoplazmára jellemző neutrálishoz közeli pH-nál ezek az enzimek alacsony aktivitást mutatnak. Nyilvánvaló, hogy ez egy sejt elleni védekező mechanizmus önemésztés, hogy ha a lizoszomális enzim, véletlenül bekerül a citoplazmába.
A lizoszómák membránjának szerkezete a lamelláris és micelláris típus szerint kialakított szegmensek kombinációja. A micellák dinamikus egyensúlyban vannak a lamellás részekkel - ez az egyensúly a környezeti körülményektől függ. A foszfolipidek poláris csoportjai képezik a micella felületét, és a nempoláris területeket befelé fordítják. A lipid molekulák közötti tér vízzel van elfoglalva. A mikelláris területek hosszú pórusokat tartalmaznak. Ezek a pórusok vízzel vannak kitöltve, és a lipidek poláris csoportjai zárhatók le. A membrán ezen elrendezése nem csak hidrofil, hanem hidrofób anyagok számára is áteresztő képességet biztosít.
Szervetlen vegyületek (Fe3 +, ólom, kadmium, szilícium)
W szerves vegyületek (fehérjék, poliszacharidok, néhány oligoszacharidok - szacharóz, foszfolipidek - foszfatidil-kolint és fosfotidilserin, zsírsavak, - telítetlen, amely hozzájárul a magas stabilitást a membrán.)
2. Lizoszómák kialakulása
A morfológia szerint négyféle lizoszómát különböztetünk meg:
1. Elsődleges lizoszómák
2. Másodlagos lizoszómák
4. A maradék testek
Az elsődleges lizoszómák kisméretű membránhólyagok, amelyeket hidroláz-készletet tartalmazó, strukturálatlan anyaggal töltöttek. A lizoszómák marker enzimje savas foszfatáz. Az elsődleges lizoszómák olyan kicsiek, hogy nagyon nehéz megkülönböztetni őket a Golgi-apparátus perifériáján lévő kis üregektől. Ezt követően az elsődleges lizoszómák fuzionálnak a fagocita vakuolumok vagy pinotsitarnymi és képeznek szekunder lizoszómák vagy emésztési intracelluláris vakuólumba (ábra. 3-B). Ebben az esetben, a tartalmát a primer lizoszóma egyesíti a tartalommal vagy a fagocita vakuolumok pinotsitarnoy és hidroláz elsődleges lizoszómák hozzáférést szubsztrátok, amelyek kezdenek lebomlanak.
A lizoszómák összeolvadhatnak egymással, így növelhetik a térfogatot, míg belső szerkezete bonyolultabbá válik. Sors anyagok popavshivshih lizoszómákba van ezek bontási hidrolázok fel monomerek, a monomerek a membránon keresztül szállított, hogy a lizoszómák hyaloplasm, ahol is a különböző anyagcsere-folyamatokat.
A felosztás és az emésztés nem megy végbe. Ebben az esetben az emésztetlen termékek felhalmozódnak a lizoszóma üregébe, és a másodlagos lizoszómák maradék testekké válnak (B-2. A maradék részecskék kevésbé hidrolitikus enzimeket tartalmaznak, tartalmaznak tartalmat és újrafeldolgozást. Gyakran a maradék testekben az emésztetlen lipidek másodlagos szerkezete van, amelyek összetett réteges struktúrákat alkotnak. A pigment anyagok lerakódása van.
Az autofagoszómákat protozoon sejtekben találjuk. Ezek másodlagos lizoszómák közé tartoznak (B-1. Ábra). Ám állapotukban citoplazmatikus struktúrákat tartalmaznak (a mitokondriumok, plasztidok, EPR, riboszóma-maradékok stb. Tartalmaznak glikogén granulákat is). A képződési folyamat nem egyértelmű, de feltételezzük, hogy az elsődleges lizoszómák a sejtszervezet köré csoportosulnak, összefonódnak egymással, és elkülönítik a szervest a citoplazma szomszédos részeitől. Javasolt, hogy az autofagocitózis kapcsolódik a komplex sejtkomponensek pusztulásához. Normális körülmények között az autofagoszómák száma emelkedik metabolikus feszültségekkel. Különböző sejtkárosodások esetén az autofagocitózis egész sejtzónákon megy keresztül.
A lizoszómák számos sejtben megtalálhatók. Egyes speciális sejtek, például a leukociták, különösen nagy mennyiségben tartalmazzák. Érdekes módon az egyes növényfajok, amelyekben a lizoszómák nem találhatók, hidrolitikus enzimeket tartalmaznak sejtes vacuolákban, és ezért ugyanazt a funkciót látják el, mint a lizoszómák. Úgy tűnik, hogy a lizoszómák működése az ilyen folyamatok, az autolízis és a szövetek nekrózisának alapjául szolgál, amikor az enzimek véletlenszerűen vagy "programozott" folyamatok eredményeképpen felszabadulnak ezekből a szervekből.
A lizoszómák természetes szerepe a hidrolitikus enzimek mind az intracelluláris, mind az esetlegesen extracelluláris alkalmazások számára; Miután a tartalmát a lizoszóma membrán fúziós keverhető a tartalmát fagocita vezikulumok, hogy hidrolízis folyamatok zajlanak a térben elválasztva minden régió a citoplazmában, amelyek érzékenyek a hidrolízisét intracelluláris komponensek. Kimutatták, hogy a lizoszomális enzimek felszabadulhatnak az extracelluláris térbe. A hidrolízis termékek behatolhatnak az orgonából a citoplazmába, vagy kiszabadulhatnak a sejtből.
4. Lizoszomális fehérjék bioszintézise és transzportja
A lizoszómális fehérjéket SHER-ben (B. ábra) szintetizálják, ahol oligoszacharid-maradékok átvitelével glikozilezik. A későbbiekben, a lizoszómális fehérjékre jellemző, terminális mannóz maradványokat (Man) a C-6 (a jobb oldali ábrán) foszforilálnak. A reakció két lépésben folytatódik. Először a GlcNAc-foszfátot átviszik a fehérjére, majd a GlcNAc-t lehasítjuk. Így a lizoszomális fehérjék a válogatási eljárás során megszerezik a mannóz-6-foszfát (Man-6-P, 2) terminális rezidenseit.
A membránokat a Golgi-készülék molekulák receptorok specifikus Man-6-P-maradékot tartalmaz és így specifikusan felismerni és szelektíven kötő lizoszomális fehérjék (3). E fehérjék lokális felhalmozódása klathrin segítségével történik. Ez a fehérje lehet vágni és szállítani alkalmas membrán fragmentumokat álló szállítási vezikulumok endolizosomam a (4), amelyeket aztán érett granulálva primer lizoszómák (5) a következtetést a Man-6-P hasítjuk egy foszfát-csoport (6).
Az újrahasznosítási eljárás során az ember-6-P receptorokat újra felhasználják. Az endolizoszómák pH-csökkenése a fehérjék disszociációját eredményezi a receptoroktól (7). Ezután a receptorokat visszahelyezzük a Golgi készülékbe szállítóhólyagokkal (8).
5. Lizoszómákból kialakuló szervek
Bizonyos differenciált sejtekben a lizoszómák speciális funkciókat képesek ellátni, további szerveket alkotva. Minden további funkció kapcsolódik az anyagok szekréciójához.
6. A lizoszómákban található enzimek osztályozása
A lizoszómákban található enzimek a hidroláz osztályba tartoznak. Felgyorsítják a szerves vegyületek hasadásának reakcióit vízzel. A hidrolízis alatt álló szubsztrátum természetétől függően a hidrolázok alosztályokra oszthatók:
1. Az észterázok, felgyorsítva az alkoholok észterei hidrolízisét szerves és szervetlen savakkal. Az észterázok legfontosabb al-alosztályai a karbonsavak és foszfatázok észterei hidrolázai. Az első alosztály képviselőjeként vegye figyelembe a lipáz. A lipáz gyorsítja a külső, azaz a hidrolízist. a-észter, kötések a triacilglicerinek (zsírok) molekuláiban. A foszfatázok katalizálja a foszforsavészterek hidrolízisét. Különösen elterjedtek a foszfatázok, amelyek a szénhidrátok foszforsav-észtereire, például a glükóz-1-foszfatázra hatnak. A foszfatázok hatása a 3-8 pH-értékek széles tartományában nyilvánul meg, ezért az alkalikus és savas foszfatázok izolálódnak. Ebben az esetben érdekli a savas foszfatáz, amely a lizoszómák markerenzimje. Legtöbbjük széles szubsztrát-specifitást mutat.
2. Peptid - hidroláz gyorsuló hidrolízis reakció a fehérjék, peptidek és más vegyületek, amelyek peptidkötésekkel. A specificitás a proteolitikus enzimek természete határozza meg az aminosav oldalcsoportok, amelyek szomszédosak a hidrolizálható kötés. A peptidázok specifitásának fontos jellemzője a hidrolizálható kötés helyzete; Ennek alapján a peptidázok két fő csoportját különböztetjük meg. Exopeptidázok - olyan enzimek alcsoportok 3.4.11 - 15, a, amelyek üzemeltetése megkívánja akár szabad terminális aminocsoportot (aminopeptidáz), vagy egy szabad terminális karboxilcsoportot (karboxipeptidáz). A fennmaradó peptidázok vagy endopeptidázok bizonyos kötéseket hidrolizálnak a láncon belül; egyesek hatása gátolódik, ha van egy szabad végcsoport a hidrolizálható kötés közelében. A katepszinek (a c kathepso -. Digest), proteolitikus enzimek csoportjából endopeptidáz. Az állati sejtek lizoszómjaira lokalizált. A fehérjék intracelluláris emésztését végezzük. Széles fajlagossággal rendelkeznek, az optimális aktivitás a kissé savas pH-érték.
3. nukleáz, gyorsul a hasítási reakció a foszfodiészter kötések a polinukleotid lánc nukleinsavak alkotnak mono - és oligonukleotidok. Limit hasított mononukleotidok exonukleázok hasítási belüli polinukleotid láncon végezzük endonukleázokkal. Nukleáz hasítja RNS (ribonukleázok) és DNS (DN-áz) vagy mindkettő (azaz nem-specifikus nukleázzal). A nukleáz széles körben elterjedt a természetben, és fontos szerepet játszik a nukleinsavak bomlásában és szintézisében. A nukleázot széles és átfedő specifikusság jellemzi; az enzimek osztályozása nagyon nehéz és ellentmondásos.
4. Glikozidázok, amelyek felgyorsítják a glikozidok hidrolízisreakcióit, beleértve a szénhidrátokat. Attól függően, hogy melyik térbeli izomer (a vagy c) az enzim működik, az a- vagy glikozidázoknak nevezzük. Így a glikozidázok kimutatható térbeli specificitással rendelkeznek, amelyet az egyes CHOH-csoportok konfigurációja határoz meg. A glikozidok mellett az oligo- és poliszacharidok azok a szubsztrátok, amelyekhez ezeknek a glikozidázoknak a hatását alkalmazzák. E nagy és fontos csoport enzimjei főként szubsztrátokat bontanak le, amelyek molekulájában nem töltődött csoportok. Ezekben a szubsztrátumokban meghatározó szerepet játszik a hidroxilcsoportok és a hidrogénatomok elrendezése. Általánosságban a glikozidázok nagyfokú specifitást mutatnak egy bizonyos monoszacharidgyűrű tekintetében; A csatolt aglikoncsoport azonban többé-kevésbé észrevehető hatást gyakorolhat. Bizonyos esetekben (például nukleozidázokban) az aglikon ilyen hatása erősebben fejezhető ki, mint a monoszacharid komponens hatása. Az inozináz például hidrolizálja a hipoxantribibozidot, de nem befolyásolja a xantryribozidot.
5. C-N kötésekre ható hidrolázok, amelyek különböznek a peptidkötésektől, azaz gyorsítsák fel a savamidok hidrolízisét. Ezek fontos szerepet játszanak a szervezet ureáz, aszparagináz és glutamináz. Az ureáz felgyorsítja a karbamid NH3-ra és CO2-re történő hidrolízisét. Aszparagináz és a glutamináz felgyorsítja a hidrolízis amidok amino-dikarbonsavak - aszparaginsav és glutaminsav. A hidrolázok ható C - N-kapcsolatot, hogy eltérnek a peptid, azzal az eltéréssel, amidázok olyan enzimek, amelyek katalizálják az a C - N-kötések lineáris amidinek. Az argináz tartozik hozzájuk.
7. Lizoszomális tárolási betegségek
A koncepció a lizoszomális tárolási betegségek fejlődött a vizsgálat a glikogén tárolási betegség II-es típusú (Pompe). Tény glikogén felhalmozódása a lizoszómákban hiánya miatt egy-glükozidáz, és kapott adatokat a tanulmány egyéb rendellenességet engedélyezett Heroult meghatározására veleszületett lizoszomális betegség állapot, amelyben: 1) határozzuk meg meghibásodása egyetlen lizoszomális enzim és 2) belül a kapcsolódó a vacuolok lizoszómja szokatlan lerakódásokat (szubsztrátot) mutat. Ez a meghatározás lehet módosítani, hogy tartalmaz egy egyetlen gén hibák, amelyek érintenek egy vagy több lizoszomális enzim, és ezáltal, hogy kiterjesszék az ilyen betegségek, mint Mucolipidosis és multi-dly-szulfatáz-hiánnyal. A meghatározást bővíthető, és tovább úgy, hogy kiterjesztett hiba és más fehérjék működéséhez szükséges lizoszómák (aktiváló szfingolipid megsemmisítés enzimek). Ezek a biokémiai és genetikai vizsgálatok azt mutatják, hogy ezek a fehérjék, amelyek részt vesznek a hidrolízisét számos szubsztrátot.
Lizoszomális tárolási betegségek egyesítjük legtöbb betegség lipid felhalmozódása, mukopoliszacharidózisok, Mucolipidosis, betegségek és más glikoproteinek felhalmozódását. Enzim hiány egy autoszomális recesszív alapján, kivéve mukopoliszacharidózisban II (MPS II) Hunter, amely örökölt, mint egy X-kromoszómához kötött recesszív tulajdonság, és a Fabry-betegség, amely részt vesz az X-kromoszómán, és gyakran nyilvánul nőknél. A célszervek az adott makromolekula elpusztításának szokásos helyei. Így például olyan személyeknek károsodott mielin megsemmisítési folyamata a folyamat magában foglalja a fehérállomány az agy, megsértve a törés folyamat glikolipidek eritrocita stroma fejleszt hepatosplenomegalia, és sérti a törés mindenütt mukopoliszacharidok - generalizált szöveti károsodás. A halmozódó anyag gyakran okoz vistseromegaliyu vagy makrocefáiia, de azt is fejleszteni másodlagos sorvadás, különösen az agy és az izmok. Általában a tünetek az érintett betegség okozta károsító hatását felhalmozódó anyagokat, de gyakran nem világos, hogy pontosan hogyan halált vagy zavar a sejtekben. Mindezek a betegségek előrehaladnak, és sokan a gyermekkorban vagy a serdülőkorban halálos áldozatok. Egy végleges diagnózist a legfontosabb eredményeinek meghatározása specifikus enzimek a szérum, a fehérvérsejtek vagy tenyésztett bőr fibroblasztok; megfelelő vizsgálatokat választanak a betegség klinikája alapján. Ezek a betegségek széles körű fenotípusos ingadozások, és sok közülük a korral, t. E. Megkülönböztetése infantilis, fiatal és felnőtt az alakjuk. Továbbá, a betegségek által okozott egyetlen gén hibák, különböző kombinációit zsigeri, és neurológiai rendellenességek a csont.