Lizozomii

Lizozomii Christian DeDuve

laureat al premiului Nobel 1974

Lizozomii

NucleazeProteazeGlicozidazeLipazeFosfatazeSulfatazeFosfolipaze

HIDROLAZEACIDE

Membrana lizozomilor Componenţi membranari unici

● Proteine integrale unipas tip I – lgp A şi lgp B – extensiv glicozilate

Sintetizaţi în RER şi transportaţi în aparatul Golgi pentru o glicozilare extensivă

Pompă protonică membranară ATP-dependentă care schimbă Na+ cu H+ asigurând astfel un mediu optim pentru acţiunea hidrolazelor – pH 5 (pH-ul citoplasmei este 7,2)

Originea şi formarea lizozomilor

Originea – aparatul Golgi

Formarea – intersecţie între calea secretorie şi endocitoză

Biogeneza lizozomilor Sinteza enzimelor specifice în RER Primirea acestora în regiunea cis a aparatului

Golgi şi ataşarea unui radical fosfat la reziduul de manoză - etichetare

Manozo-6 fosfat – semnalul de sortare Enzima este transportată spre regiunea trans

unde se leagă de un receptor specific Începe formarea unei vezicule care se acoperă

cu clatrină şi care se va desprinde de ap. Golgi Pompa potonică a lizozomului duce la

îndepărtarea grupării fosfat şi la disocierea hidrolazei de pe receptor, cu reciclarea receptorului inapoi în complexul Golgi.

Lizozomii

Aparat Golgi

Enzimămatură

Veziculă transport

Enzimă M6P legată de receptor

Clatrină

Lizozom primar

Reciclarereceptor

Lizozomii

Hidrolază lizozomală

Oligozaharidelegate de N

Manozo-6-P

Autofagia Materialul supus degradării are origine

intracelulară● Macroautofagia – turn over al organitelor -

autofagozom● Microautofagia – pinocitoza unor proteine

citoplasmatice

AutolizaDistrugerea internă a întregii celule

● Este o parte a apoptozei (moarte celulară programată)

● Predomină în celulele care necesită resorbţie (în viaţa embrionară)

Heterofagia Implică endocitoza unor materiale

extracelulare● Fagocitoza – încorporare de particule

străine (bacterii) – fagozomi ce vor fuziona cu lizozomii primari formănd lizozomi secundari

● Pinocitoza – înglobarea unor macromolecule aflate în soluţie – pinozomi ce vor fuziona şi ei cu lizozomii primari

Fagocitoză

Endocitoză

Crinofagia Digestia produşilor de secreţie în

celulele endocrineProces prin care celula îşi controlează

calitatea şi cantitatea substanţelor secretate

Lizozomii

LIZOZOMPRIMAR

Autofagocitoză

Exocitoză

Pinocitoză

Endocitozămediată dereceptori

Fagocitoză

Endozom

Corprezidual

Lizozomsecundar

Lizozomsecundar

Lizozomsecundar

Tipuri de lizozomiExistă două tipuri de lizozozmi Primari

Fără substrat digestiv Formaţi prin înmugurire din aparatul Golgi Aspect omogen – MET (de transmisie)

Secundari Formaţi prin fuziunea lizozomilor primari cu

endozomii Forma activă,conţin enzima+substratul de digerat Aspect neomogen MET

Lizozomi primari

Lizozomi secundari

Lizozomi secundari

Corpii rezidualiApar

● în urma procesului de autofagie● În urma epuizării echipamentului enzimatic

lizozomal● Lizozomi terţiari

Corp rezidual

Funcţiile lizozomilorApărareReînoire celularăControlul activităţii de secreţie celularăReglarea metabolismului celular al

colesterolului

Boli lizozomale Produse de deficite enzimatice Caracterizate prin acumularea

de polizaharide sau lipide în ţesuturile hepatice, musculare sau splenice

Sindromul Hurler – absenţa enzimelor în aparatul Golgi

Boala incluziunilor celulare – enzime neetichetate în aparatul Golgi

Boli lizozomale

Patologie (tezaurismoze): Boala Pompe – -glucozidaza Boala Niemann-Pick - sfingomielinaza Boala Gaucher – -glucozidaza

Peroxizomii

Peroxizomii

Descopriţi de Johannes Rhodin – 1954 şi denumiţi “microbodies”

Christian DeDuve 1965 – peroxizomi – “peroxide metabolizing organelles”

Peroxizomii

Funcţiile peroxizomilorProducerea şi descompunerea

peroxidului de hidrogenOxidarea acizilor graşi – peste 24 de

atomi de carbonSinteza unor lipide – plasmalogeni,

colesterol, acizi biliari

oxidaze

RH2 + O2 R + H2O2

Peroxizomii

peroxidaze

RH2 + H2O2 R+ 2H2O

catalază

2H2O2 2H2O + O2

Peroxizomii

Organite delimitate de o singură membrană

Proteine membranare specifice

- PMP 70 (peroxisome membrane protein 70 kDa) din familia transportorilor de proteine prin membrane

Peroxizomii

Matricea peroxizomală

Conţine peste 50 de enzime

Catalaza reprezintă 40% din proteinele peroxizomului

Peroxizomii - MET

Peroxizomii

Aspect TEM

Peroxizomii Lazarov şi Fujiki – 1985 –

modelul multiplicării autonome

Cresc prin încorporare de proteine şi lipide.

Se autoreplică Se împart în două după ce

ating o anumită dimensiune

Importul PEX3 şi PEX16

Veziculă pre-peroxizomală

316Peroxizom capabil

de import de PMP

Import de alte PMP-uri mediat de PEX19

Peroxizom capabilde import deproteine matriceale

Peroxizom matur

Import de proteine matriceale

Diviziune peroxizomală mediată de PEX11

316

316

316

316

316

316

Diviziune peroxizomală mediată de PEX11

Biogeneza peroxizomilor Implicarea

reticulului endoplasmic în generarea componentei lipdice

Studii pe celule dendritice de şoarece – 2003 - există Pex în regiuni bogate în reticul endoplasmic

Proteine de schimb fosfolipidic

Biogeneza peroxizomilor Toate proteinele peroxizomale sunt

sintetizate în citosol pe ribozomii liberi La capătul C-terminal există un tripeptid cu

rol de etichetă SKL (Ser-Lys-Leu) – este semnalul de import al proteinelor în peroxizomi - Peroxisomal targeting signal PTS1 şi PTS2 ( la capătul N-terminal)

PTS este recunoscut de receptorii Pex (peroxine) proteine integrale– căi de import

1 64

22

Pex7

Proteine PTS2

Importul de proteine matriceale în peroxizom

Pex7

Proteine PTS1

1. Legarea receptor-ligand

Pex5

Pex5

Pex7

Proteine PTS1

Proteine PTS2 Matrice

Citosol17 1413 2

812

10

2. Transportul la peroxizom

3. Andocarea receptorilor

4. Disociere şi translocare

5. Reciclareareceptorilor

Boli peroxizomale

Produse prin absenţa unei singure enzime sau a unor peroxizomi malformaţi

Patologie: Sindrom Zellweger (cerebro-hepato-renal)- absenţa

peroxizomilor- acumulare de lipide în creier, hepatomegalie, chiste renale

Adrenoleucodistrofia – Lorenzo‘s oil – imposibilitatea de a metaboliza corespunzător acizii graşi, ducând la degradarea tecii de mielină a neuronilor – maladie X linkată