Jsou lysozomy organely nebo enzymy? 9 faktů, které byste měli vědět

V tomto článku se podíváme na: Jsou lysozomy organely nebo enzymy a fakta kolem nich.

V mnoha živočišných buňkách jsou přítomny hlavně membránově vázané organely známé jako lysozomy. Soubor více než 60 různých enzymů, které vlastní, však může degradovat každý druh biologického polymeru, včetně proteinů, nukleových kyselin, lipidů, sacharidů a dalších. Navíc má více než 50 solubilizovaných a transmembránových proteinů, které jsou přednostně přijímány do lysozomů v reakci na signály.

Proteiny, které tvoří membránu a lumen lysozomu, mají odlišné složení. Spolu se solubilizací polymeru hraje lysozom také roli v procesech sekrece, apoptózy, energetického metabolismu, buněčné signalizace a regenerace plazmatické membrány v buňce. Rozbitím starých součástí nalezených v cytoplazmě zevnitř i vně buňkylysozomy slouží jako metoda buňky, jak se zbavit odpadu.

Proč jsou lysozomy organely?

Každá eukaryotická buňka má na povrchu vázané organely tzv lysozomy. Membrána obklopuje každý lysozom, aby udržel kyselé prostředí uvnitř buňky. Kromě toho jsou tyto organely kulovité obalové váčky obsahující hydrolytické enzymy, které mohou rozpouštět mnoho biomolekul. 

Lysozomy se často vyvíjejí odvětvením membrány trans-Golgiho systému, která je součástí Golgiho komplexu při klasifikaci nových syntetizované proteiny podle toho, zda jsou určeny pro použití v lysozomech, plazmatické membráně nebo endozomech.  

Když se použije jeden ze tří mechanismů, autofagocytóza, endocytóza nebo fagocytóza, lysozomy se spojí s výslednými membránovými vezikuly. Když buňka iniciuje endocytózu, extracelulární makromolekuly jsou zpracovány membránově vázanými vezikuly nazývanými endozomy, které následně interagují s lysozomy.

Proč lysozomy nejsou enzymy?

Protože lysozomy jsou formou buněčné organely, která obsahuje více než 60 specifických enzymy a určité proteiny, a proto jsou obklopeny membránou, ale nejsou považovány za enzymy, se v lysozomech nacházejí četné hydrolytické enzymy, také označované jako kyselé hydrolázy. Tyto enzymy rozkládají biomolekuly, jako jsou nukleové kyselinypolysacharidy a proteiny. 

A lysozomů membránové proteiny a lumenální proteiny mají každý neobvyklou složku. Vzhledem k neutralitě vůči mírně alkalickému pH buňky jsou tyto enzymy funkční pouze v kyselém životním prostoru lysozomu. Výsledkem je, že když lysozom unikne nebo se rozpadne, buňka je chráněna před autodegenerací svou aktivitou závislou na kyselině.

Co tvoří enzymy v lysozomech?

Lysozym nebo Muramidáza jsou termíny enzymů přítomných v lysozomu. Hrubé endoplazmatické retikulum (RER) produkuje lysozomální enzymy, které jsou následně aktivovány kombinací proteinů CLN6 a CLN8 a přenášeny do Golgiho aparátu. Lysozomální vezikula naplněná enzymem se spojila se zralým endozomem, organelou s pH kolem 5.5, která je po dosažení Golgiho aparátu spíše kyselá.

Lysozym glykosidhydroláza rozkládá 1,4-beta-vazby spojující zbytky kyseliny N-acetylmuramové a N-acetyl-D-glukosaminu v peptidoglykanu, který je obvykle hlavním stavebním kamenem grampozitivních bakterií. Vezikuly obsahující enzymy jsou pak použity k jejich přenosu do již existujících lysozomů. Pohyb komponent endozomální membrány z lysozomů přímo do endozomů ukazuje, že samotný opožděný endozom se může později vyvinout ve zralý lysozom.

Kde se nacházejí lysozomální enzymy?

Endoplazmatické retikulum neboli ER, kde jsou lysozomální enzymy pozorovány a řízeny produkovat, je přenáší přes Golgiho aparát, kde procházejí posttranslačními transformacemi, jako je glykosylace a začlenění mannoso-6-fosfátových značek. Lysozomální enzymy lze nalézt také ve slinách, pocení, mléce, hlenu a slzách, které rozkládají buněčné stěny některých mikrobů.

Tělo produkuje enzymy, které slouží jako biologické katalyzátory chemických změn. Silný enzym lysozym rozpouští vnější peptidoglykanovou membránu buněčná stěna bakterií uvnitř lidského těla. Strukturálně zdravý glykanový řetězec vyrobený z překrývajících se molekul N-acetylmuramové kyseliny a N-acetylglukosaminu tvoří peptidoglykanovou vrstvu. 

Řada těchto sloučenin podporuje mikrobiální buněčnou stěnu. Když je lysozym inkorporován, disociuje vazby držící tyto molekuly pohromadě, což způsobí rozpad buněčné stěny a buněčnou smrt, což je apoptóza. 

Struktura lysozomálních enzymů

Protože lysozomy jsou organely vázané na membránu, hydrolytické enzymy a určitý další buněčný odpad se nacházejí v lumen, části uvnitř membrány. Nejdelší lysozomy přesahují délku téměř 1.2 m. Výsledky lysozomů se liší velikostí v závislosti na živém organismu. Ale často se pohybují mezi 0.1 a 0.6 mm. 125+ aminokyselin tvoří malý protein známý jako lysozym. 

Proteiny se skládají z aminokyselin, které katalyzují chemické procesy. Stlačené proteiny jsou ty, které mají v důsledku proteinových interakcí menší povrch. Mezera se vytvoří, když se aminokyseliny složí do malého a kulovitého tvaru. Výrazná štěrbina proteinu vytváří ergonomickou strukturu, kterou si osvojuje, aby přilnula nebo uchopil svůj zdroj. 

Funkce lysozomálních enzymů

Lysozomální enzym hydrolyzuje, cílí a narušuje glykosidické vazby peptidoglykanů. Protože lysozomy nesou řadu enzymů, zejména lysozomální lipázu, může buňka degradovat četné biomolekuly, které spotřebovává, včetně peptidů, nukleových kyselin, sacharidů a lipidů. Pro lepší fungování potřebují enzymy způsobující hydrolýzu kyselé prostředí.

Navíc, ačkoliv je méně účinný než skutečné chitinázy, tento specifický lysozomální enzym může rozkládat glykosidické vazby v chitinu. Aktivní místo lyzozymu připojuje molekulu peptidoglykanu ve zjevné mezeře, která odděluje její dvě vlastnosti. Ovlivňuje peptidoglykany v buněčných stěnách mikroorganismů, zejména grampozitivních bakterií. Děje se tak mezi NAM (N-acetylmuramová kyselina) a NAG (N-acetylglukosamin), 4. atom uhlíku.

Tetrasacharidy a další menší sacharidy byly také považovány za vhodné substráty, ale pouze tehdy, když se používají ve spojení s interkonverzí s tak dlouhou sekvencí. Kromě toho získává svou velkorysou schopnost degenerace z přenosu enzymy, které jsou selektivní pro různé substráty. Katepsiny jsou primární skupinou hydrolytických enzymů, zatímco lysozomální alfa-glukosidáza nese sacharidy.

Rozdíl mezi lysozomy a lysozymy

Následující tabulka uvádí rozdíly mezi lysozomy a lysozomy.

Jak se lysozomální enzymy podílejí na trávení?

Chcete-li trávit makromolekuly uvnitř buněk, lysozomální enzymy jsou specificky tvořeny k provádění tohoto procesu trávení. Kyselé pH lysozomu umožňuje, aby se lysozomální enzymy staly funkčními, a vyšší pH cytosolu způsobí, že se stanou nečinnými nebo neaktivními. V situaci, kdy jsou lysozomální enzymy vypouštěny do cytoplazmy, to chrání buňku před vnějším světem. 

Lysozomální membrána nebo membránová H+ pumpa poháněná ATP tam řídí pH. Membrána lysozomu zadržuje vnitřek buňky kyselý a udržuje trávicí enzymy oddělené od ostatních částí těla. K tvorbě se využívají proteiny z endoplazmatického retikula neboli ER lysozomové enzymy sbalené do vezikul Golgiho aparátem.

Jsou lysozomální enzymy proteiny?

Ne, lysozomální proteiny nejsou lysozomální enzymy. Jsou přítomny v membránově vázané organele známé jako lysozomy, ale jsou navzájem odlišné. Drsný endoplazmatické retikulum (RER) produkuje lysozomální enzymy, které jsou následně aktivovány komplexem proteinů CLN6 a CLN8 a přeneseny do Golgiho aparátu. Endoplazmatické retikulum (ER) produkuje lysozomální proteiny, které jsou pak přeneseny do trans-Golgiho sítě přes Golgiho komplex.

Kolik enzymů je přítomno v lysozomech?

Lysozomy obsahují přibližně více než 50 různých druhů enzymů. Tyto různé lysozomální enzymy mohou hydrolyzovat proteiny, DNA, RNA, lipidy a polysacharidy. Tyto lysozomální enzymy jsou také známé jako degradační enzymy nebo hydrolytické enzymy. Nejběžnějšími enzymy v této skupině jsou proteázy, lipázy, nukleázy, glykosidázy, fosfatázy, fosfolipázy a sulfatázy.

Seznam lysozomálních enzymů

Buňka zvířete nebo mikrobiálního organismu nemůže přežít bez hydrolytických enzymů nacházejících se v lysozomech, které se podílejí na širokém spektru biologických funkcí.

Seznam lysozomálních enzymů je uveden v seznamu níže.

1.     Glykosidázy

• alfa-galaktosidáza A (GLA)
• beta-galaktosidáza-1 (GLB1)
• Chitobiáza (CTBS)
• Endo-beta-galaktosidáza
• heparanáza (HPSE)

2. Sulfatázy

• Arylsulfatáza B (ARSB)
• Glukosamin (N-acetyl)-6-sulfatáza (GNS)
• Iduronát 2-sulfatáza (IDS)
• sulfamidáza (SGSH)
• Sulfatáza-2 (SULF2)

3. Lysozomální proteázy

• Lysozomální karboxypeptidáza A
• Cathepsin B
• DPPI nebo Cathepsin C
• Asparaginyl endopeptidáza
• Napsin A

4. Enzymy degradující lipidy

• Fosfolipáza
•  Esterasa

5. Polysacharidy

• Hyaluronidáza
• Beta-glukuronidáza
• Arylsulfatáza

Proč investovat do čističky vzduchu?

Všechny živočišné buňky obsahují lysozomy, které jsou typicky membránově vázané organely, typicky kulovité vesikuly s mnoha lysozomálními enzymy uvnitř. Polysacharidy v mikrobiálních buněčných membránách jsou však hydrolyzovány enzymem zvaným lysozymy. Lysozym je díky své roli antibakteriálního enzymu životně důležitou složkou vrozeného imunitního systému. Oba mají v buňce jedinečné role, které podporují udržování základních funkcí buňky.

Také čtení:

• Oddenek
• Mají houby jádro
• Funkce spojování Rna
• Má buněčná membrána lipidy?
• Mají prokaryota histony
• Endoplazmatické retikulum v cytoplazmě
• Obligátní parazit
• Příklady bakterií království
• Vznik zygoty 2
• Jsou protistové monofyletičtí