Lysozomy

Lysozomy jsou kulovité, membránou vázané organely, které vznikají v Golgiho aparátu. Obsahují hydrolytické enzymy, a fungují tak jako součást recyklačního systému buňky.

V tomto článku se budeme zabývat strukturou, syntézou a funkcí lysozomů a zvážíme jejich význam pro klinickou praxi.

Struktura

Lysozomy jsou kyselé membránově vázané organely, které se nacházejí v buňkách, obvykle o délce kolem 1 mikrometru. Lysozomy obsahují množství hydrolytických enzymů, které katalyzují hydrolýzní reakce.

Membrána obklopující lysozom je nezbytná k tomu, aby tyto enzymy neunikaly do cytoplazmy a nepoškozovaly buňku zevnitř. Aby se udrželo kyselé pH lysozomu, jsou protony aktivně transportovány do organely přes lysozomální membránu.

Syntéza

Lysozom a enzymy v něm jsou syntetizovány odděleně. Lysozomální bílkoviny se tvoří stejným způsobem jako jakékoli jiné bílkoviny. Prvním krokem je iniciace tvorby vlákna mRNA z příslušných segmentů DNA. Vlákna mRNA pokračují do drsného endoplazmatického retikula, kde ribozomy konstruují hydrolytické enzymy.

Důležité je, že jsou v Golgiho aparátu označeny mannosa-6-fosfátem, aby se zaměřily na lysozom. V důsledku toho se z Golgiho aparátu odštěpují vezikuly obsahující tyto enzymy. Za připojení mannosa-6-fosfátové značky jsou zodpovědné dva enzymy: N-acetylglukosaminfosfotransferáza a N-acetylglukosaminfosfoglykosidáza.

Tato vezikula, nyní v cytoplazmě, se pak spojí s pozdním endosomem, což je další kyselá, na membránu vázaná organela. Pozdní endozom má ve své membráně protonové pumpy, které udržují jeho vnitřní prostředí kyselé. Nízké pH způsobuje disociaci proteinu od manóza-6-fosfátového receptoru. Tento receptor pak může být recyklován zpět do Golgiho aparátu.

Fosfátová skupina je také odstraněna z mannosa-6-fosfátové značky, aby se zabránilo návratu celého proteinu do Golgiho aparátu. Pozdní endosom může nakonec dozrát v lysosom poté, co obdrží enzymy z Golgiho aparátu.

Obrázek 1 – Schéma endomembránového systému

Funkce

Hydrolytické enzymy obsažené v lysosomu umožňují zničení cizích částic. Lysozomy hrají důležitou roli ve fagocytóze. Když makrofágy fagocytují cizorodé částice, obsahují je uvnitř fagozomu. Fagozom se pak spojí s lyzozomem a vytvoří fagolyzozom.

Tyto enzymy jsou rozhodující v mechanismech zabíjení nezávislých na kyslíku. Lysozomy také pomáhají bránit se vstupu patogenů prostřednictvím endocytózy tím, že degradují patogeny dříve, než se dostanou do cytoplazmy.

Obrázek 2 – Úloha lysosomů ve fagocytóze

Klinický význam

I-buněčná choroba

Tato je způsobena genetickými defekty enzymu N-acetylglukosaminfosfotransferázy. Tento enzym je životně důležitý pro přidávání manóza-6-fosfátu k proteinům cíleným na lyzozom. To má za následek, že lysozomální enzymy nejsou správně zacíleny. V důsledku toho se v moči i v krevním řečišti nachází značné množství

Lysozomální skladovací choroby

Jedná se o skupinu genetických onemocnění postihujících lysozomy. Tato onemocnění se značně liší v příznacích, symptomech a demografických údajích pacientů. Existuje několik klasifikací; nejčastější z těchto stavů je Gaucherova choroba. Je způsobena nedostatkem beta-glukocerebrosidázy. Tento enzym je nutný k rozkladu glukocerebrosidu. Bez tohoto enzymu se glukocerebrosid může hromadit v buňkách, což je může poškozovat. Mezi příznaky patří hepatosplenomegalie a anémie.

.