蔣玉琪 黎云祥

[摘 要] 主要通過介紹溶酶體的相關(guān)知識，闡釋了溶酶體中盡管含有多種水解酶，但在正常情況下溶酶體自身不會被水解的原因。

[關(guān) 鍵 詞] 溶酶體；溶酶體酶；穩(wěn)定性

[中圖分類號] Q2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）19-0121-01

人教版高中生物教材中對溶酶體介紹如下：“溶酶體是‘消化車間，內(nèi)部含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌”[1]。教材對溶酶體只是進(jìn)行了簡單的介紹，但有的學(xué)生可能會產(chǎn)生如下的疑問：溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，為什么溶酶體自身不會被水解？本文對溶酶體的相關(guān)知識進(jìn)行簡單的敘述，解釋溶酶體具有高度穩(wěn)定性的原因，從而幫助學(xué)生解答疑問。

一、溶酶體簡介

（一）溶酶體

溶酶體存在于動物細(xì)胞中，是一種膜結(jié)合的異質(zhì)性細(xì)胞器，小球狀，外面由一層單位膜包被。溶酶體是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)，其形態(tài)大小在不同類型細(xì)胞中不一樣，甚至在同一類型細(xì)胞的不同生理階段也不一樣。在植物細(xì)胞中，中央液泡、圓球體以及糊粉粒等細(xì)胞器的功能與溶酶體類似。

根據(jù)處于生理功能的不同階段，溶酶體可以分為初級溶酶體和次級溶酶體。初級溶酶體是一種剛剛從高爾基體外側(cè)分泌的、僅含有溶酶體酶類，但無作用底物的小囊泡，此時酶處于非活性狀態(tài)。次級溶酶體是一種將要或正在進(jìn)行消化作用的溶酶體，含有溶酶體酶和作用底物[2]。

（二）溶酶體中的酶

溶酶體中含有60多種酸性水解酶類，其中包括磷酸酶類、硫酸酯酶、蛋白酶、核酸酶、糖苷酶等，這些酶在酸性pH條件下具有最高的活性。不同的酶作用的天然底物不同，比如，組織蛋白酶作用的天然底物為蛋白質(zhì)，β葡萄糖苷酶作用的天然底物為糖蛋白。因此，當(dāng)溶酶體中缺乏某一種或幾種酶時，可能會患溶酶體貯積病。

溶酶體酶蛋白由附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體合成，通過信號肽的引導(dǎo)進(jìn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行N-糖基化，接著被切除3分子葡萄糖和1分子甘露糖后轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體。在高爾基體內(nèi)側(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行甘露糖殘基的磷酸化。之后轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體外側(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分選，通過出芽的方式將溶酶體的酶蛋白裝入分泌小泡[2]。

（三）溶酶體的功能

溶酶體的主要功能是消化功能，例如，吞噬作用和自噬作用。吞噬作用和自噬作用都是由膜包裹的作用底物與初級溶酶體融合形成次級溶酶體，融合后的底物被溶酶體酶水解、消化。吞噬作用一般的作用底物來自細(xì)胞外，既包括細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，也包括一些營養(yǎng)物質(zhì)。水解之后的小分子進(jìn)入胞質(zhì)溶膠，或被細(xì)胞再次利用或成為廢物被排出。自噬作用的底物是自身細(xì)胞中損傷、衰老的細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及不需要的生物大分子。溶酶體還具有自溶作用、參與激素的分泌調(diào)節(jié)等作用。自溶作用就是溶酶體釋放水解酶將自身細(xì)胞降解。溶酶體的功能除了在細(xì)胞內(nèi)具有消化作用，比如，吞噬作用、自噬作用以及自溶作用等，也具有細(xì)胞外消化作用，比如，精子頂體反應(yīng)。

二、溶酶體具有高度穩(wěn)定性的機(jī)制

由于溶酶體含有多種水解酶類，因此溶酶體在細(xì)胞中必須是高度穩(wěn)定的。溶酶體的穩(wěn)定性與其膜的結(jié)構(gòu)組成有關(guān)。

1.鞘磷脂可通過膽固醇與膜緊密結(jié)合促進(jìn)溶酶體膜的穩(wěn)定，可能是其與膽固醇的結(jié)合影響了膜的流動性，形成了穩(wěn)定的膜結(jié)構(gòu)[3]。

2.膜糖在細(xì)胞的生命活動中具有重要的作用，它們可以提高膜的穩(wěn)定性，增強(qiáng)膜對蛋白酶的抗性。溶酶體內(nèi)膜表面含有不同酸性的、高度糖基化的膜整合蛋白，在膜內(nèi)形成連續(xù)的糖蛋白層，可以防止自身膜蛋白被水解酶水解。

3.溶酶體膜內(nèi)表面帶負(fù)電荷，而溶酶體中可溶性的酶大多為陰離子復(fù)合形式，所以有助于這部分酶保持游離狀態(tài)[3]。另外，溶酶體酶的最適pH值為5左右，胞質(zhì)溶膠中的pH值約為7。這是因?yàn)槿苊阁w膜上有質(zhì)子運(yùn)輸泵（H+-ATPase），借助ATP水解產(chǎn)生的能量將H+轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體內(nèi)，使溶酶體處于酸性環(huán)境中。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱正威，趙占良.生物必修1分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2004：46.

[2]王金發(fā).細(xì)胞生物學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003：373-385.

[3]鐘嘯.溶酶體的研究進(jìn)展[J].中國生物制品學(xué)雜志，2008（9）：827-829.