1/7/2013

1

Lizozomii

Lizozomii

Christian DeDuve

laureat al premiului

Nobel 1974

Lizozomii

Nucleaze

Proteaze

Glicozidaze

Lipaze

Fosfataze

Sulfataze

Fosfolipaze

HIDROLAZE

ACIDE

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.

1/7/2013

2

Lizozomii

Aparat Golgi

Enzimă

matură

Veziculă transport

Enzimă M6P

legată de receptor

Clatrină

Lizozom

primar

Reciclare

receptor

Lizozomii

Hidrolază lizozomală

Oligozaharide

legate de N

Manozo-6-P

Autofagia

Materialul supus degradării are origine

intracelulară

● Macroautofagia – turn over al organitelor -

autofagozom

● Microautofagia – pinocitoza unor proteine

citoplasmatice

Autoliza

Distrugerea 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

1/7/2013

3

Fagocitoză Endocitoză

Crinofagia

Digestia produşilor de secreţie în

celulele endocrine

Proces prin care celula îşi controlează

calitatea şi cantitatea substanţelor

secretate

Lizozomii

LIZOZOMPRIMAR

Autofagocitoză

Exocitoză

Pinocitoză

Endocitoză

mediată de

receptori

Fagocitoză

Endozom

Corprezidual

Lizozomsecundar

Lizozomsecundar

Lizozomsecundar

Tipuri de lizozomi

Există două tipuri de lizozozmi

Primari Fără substrat digestiv

Formaţi prin înmugurire din aparatul Golgi

Aspect omogen - MET

Secundari Formaţi prin fuziunea lizozomilor primari cu

endozomii

Forma activă,conţin enzima+substratul de digerat

Aspect neomogen MET

Lizozomi primari

1/7/2013

4

Lizozomi secundari Lizozomi secundari

Corpii reziduali

Apar

● în urma procesului de autofagie

● În urma epuizării echipamentului enzimatic

lizozomal

● Lizozomi terţiari

Corp rezidual

Funcţiile lizozomilor

Apărare

Reînoire celulară

Controlul activităţii de secreţie celulară

Reglarea 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 incluziilor celulare –enzime neetichetate în aparatul Golgi

1/7/2013

5

Boli lizozomale

Patologie (tezaurismoze):

Boala Pompe – a-glucozidaza

Boala Niemann-Pick - sfingomielinaza

Boala Gaucher – b-glucozidaza

Peroxizomii

Peroxizomii

Descopriţi de Johannes Rhodin – 1954

şi denumiţi “microbodies”

Christian DeDuve 1965 – peroxizomi –

“peroxide metabolizing organelles”

Peroxizomii

Funcţiile peroxizomilor

Producerea şi descompunerea

peroxidului de hidrogen

Oxidarea acizilor graşi – peste 24 de

atomi de carbon

Sinteza unor lipide – plasmalogeni,

colesterol, acizi biliari

oxidaze

RH2 + O2 R + H2O2

Peroxizomii

peroxidaze

RH2 + H2O2 R+ 2H2O

catalază

2H2O2 2H2O + O2

1/7/2013

6

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

1/7/2013

7

Importul PEX3 şi PEX16

Veziculă

pre-peroxizomală

3

16Peroxizom capabil

de import de PMP

Import de alte PMP-uri mediat de PEX19

Peroxizom capabil

de import de

proteine matriceale

Peroxizom matur

Import de proteine matriceale

Diviziune peroxizomală

mediată de PEX11

3

16

3

16

3

16

3

16

3

16

3

16

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

16

4

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 14

132

8

12

10

2. Transportul

la peroxizom

3. Andocarea

receptorilor

4. Disociere

şi translocare

5. Reciclarea

receptorilor

1/7/2013

8

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