第三节 溶酶体

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１９５５年由 ChristianDuve和 ANovikoff等采用超高分级分离技术从鼠肝细胞中分 离出一种膜性细胞器，因含有种水解酶，具有分解内源性和外源性物质的功能，故将 其命名为溶酶体 (lysosome)，是细胞内的消化器。 

        根据溶酶体执行生理功能的不同可分为初级溶酶体 (primarylysosome)、次级溶 酶体 (secondarylysosome)和残余体 (residualbody)(图４Ｇ３Ｇ１)。初  级溶酶体是指通 过高尔基体途径出芽产生的溶酶体，呈透明圆球状，是尚未进行消化活动的溶酶体， 内含有多种酸性水解酶，不含作用底物。初级溶酶体形成之后，接受来自细胞内、外 的物质，并与之相互作用，即形成次级溶酶体。次级溶酶体是溶酶体的一种功能状态， 又被称为消化泡。次级溶酶体是正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相 应的底物以及消化产物。

         根据所消化物质来源的不同分为：①自噬溶酶体：自噬溶酶 体 (autopha gosome)是由初级溶酶体与自噬体融合形成，含有的底物主要是细胞内衰 老残损的细胞器或糖原颗粒等胞内物质，起着细胞内 “清道夫”的作用；②异噬溶酶 体：异噬溶酶体 (phagolysosome)是由初级溶酶体与细胞通过胞吞作用吞入异物，形 成胞饮体或异噬体 (heterophagosome)融合形成复合体，其作用底物来自细胞外的外 源物质，对病原体或异物产生消化作用。残余体 (residualbody)又称为后溶酶体，是 含有未被消化的残余物质的溶酶体，是由于次级溶酶体消化分解后，水解酶活性降低， 导致一些底物不能完全分解而残留在溶酶体内形成。常见的残余体有脂褐质、髓样物 体及含铁小体等。残余体已失去酶活性，可通过胞吐作用排出细胞外，也可能留在细胞内逐年增多，如肝细胞中的脂褐质 (图４Ｇ３Ｇ１)。

       根据溶酶体的形成及发育过程可分为：①内体性溶酶体 (endolysosome)，是由高 尔基体芽生的运输小泡和通过胞 (吞)饮作用形成的内体结合而成，相当于初级溶酶 体；②吞噬性溶酶体 (phagolysosome)，是由内体性溶酶体与细胞内、外作用底物相 互融合而成，相当于次级溶酶体 (图４Ｇ３Ｇ１)。

溶酶体的消化分解示意

一、 溶酶体的形成与成熟过程 

        溶酶体的形成是一个内质网和高尔基体共同参与 ， 集细胞内物质合成 、 加 工 、 包装 、 运输及结构转化为一体的复杂而有序的过程 。 目前认为 ， 溶酶体的 形成起始于以溶酶体蛋白在附着型多聚核糖体上的合成 ， 主要经历以下几个阶 段 (图 ４Ｇ３Ｇ２)：

１ 溶酶体蛋白向内质网转运、加工再转运至高尔基复合体 内质网上的核糖体初 步合成的酶蛋白前体，通过信号肽机制进入内质网腔进行 N－连接的糖基化修饰，形 成 N－连接的甘露糖蛋白，然后经过出芽的方式脱离内质网，再进一步转运至高尔基 复合体的形成面。 

２ 溶酶体蛋白在高尔基复合体中的加工、分选与转运 在高尔基体形成面膜囊腔 内的磷酸转移酶和 N－乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶的催化下，寡糖链上的甘露糖残基磷酸 化形成甘露糖Ｇ６Ｇ磷酸，其为溶酶体水解酶分选的重要识别信号。当带有甘露糖Ｇ６Ｇ磷酸 标记的溶酶体水解前体到达高尔基体成熟面时，被高尔基体膜囊腔面上的甘露糖Ｇ６Ｇ磷 酸受体蛋白识别并结合，触发高尔基复合体局部出芽和其外胞质面网格蛋白的组装， 并以网格蛋白小泡形式与高尔基体囊膜分离。 

３ 内体性溶酶体的形成与成熟 分离后的有被小泡脱去网格蛋白形成表面光滑的 无被运输小泡，并与细胞内的晚期内体融合，形成内体性溶酶体，即前溶酶体。内体 是指细胞通过胞吞 (饮)作用形成的一类脱衣被膜泡。前溶酶体膜上具有质子泵，将 细胞中质子泵入其内，使腔内的pH 值由７降为６左右，此时甘露糖Ｇ６Ｇ磷酸受体 与溶酶体酶蛋白分离，通过出芽形成的运输小泡返回高尔基体成熟面上，溶酶体蛋白 去磷酸化而成熟。 

二、 溶酶体的化学组成和标志酶 

        溶酶体是一种高度异质性的细胞器，即不同的溶酶体的形态、大小、数量及所包 含的水解酶的种类存在很大差异。溶酶体由一层单位膜包围，内含多种酸性水解酶的 泡状结构，直径０膜厚６nm，呈球形 (图４Ｇ３Ｇ３)。溶酶体内含有蛋白酶、 核酸酶、磷酸酶、糖苷酶、硫酸酯酶、脂酶等六大类６０多种酸性水解酶，这些酶活性 的最适pH 值为４~６，其标志酶为酸性磷酸酶。这些酶多数适宜在酸性环境条件下发挥作用，统称为溶酶体酶 (lysosomalenzyme)。有些细胞中的溶酶体内含有特殊的酶， 如精子的顶体中含有的顶体素 (acrosin)是一种蛋白水解酶，在受精时以溶解卵子的 透明带和放射冠的蛋白。 单核细胞和中性粒细胞中的溶酶体含有溶菌素 (bacteriolysin)，起着消化和分解细菌的作用。

溶酶体电镜图

虽然溶酶体高度异质性，但是溶酶体的膜具有以下共同特性：①膜上嵌有发达的 质子泵，能够利用水解 ATP释放的能量将 H＋ 逆浓度梯度泵入溶酶体，维持溶酶体基 质内的酸性环境；②膜内富含两种高度糖基化的跨膜整合蛋白lgA、lgB，防止膜自身 被水解消化；③膜内存在特殊转运蛋白，可以运输消化水解产物。

三、 溶酶体的功能 溶酶体的主要功能是参与细胞内的各种消化和分解活动。此外，溶酶体还与机体 免疫反应及激素调节有一定关系

(一) 细胞内的消化作用 溶酶体参与细胞内的各种消化活动，是细胞内的消化器官。主要通过异体吞噬和 自体吞噬两种途径完成。

１ 异体吞噬 异体吞噬是将细胞吞噬的感染病毒、致病菌或其他大颗粒等外源物 质消化的过程。细胞吞噬的外源性物质形成的吞噬体与初级溶酶体融合，形成吞噬溶 酶体，激活水解酶消化外源性物质为可溶性小分子物质，透过溶酶体膜释放到细胞基 质中，参与细胞的物质代谢。 

２ 自体吞噬 自体吞噬是指初级溶酶体与自噬体融合，消化分解细胞内衰老、残 损的细胞器，使之分解成可被细胞重新利用的小分子物质的过程。自体吞噬使丧失功 能的衰老、残损的细胞器得以清除，也保证了细胞内环境的相对稳定，有利于细胞器 的不断更新。