Lysosomen sind membrangebundene Organellen in eukaryotischen Zellen, die hydrolytische Enzyme für die intrazelluläre Verdauung und das Recycling enthalten.
Struktur
- Kugelförmig/oval, einzelne Phospholipidmembran
- Saurer Innenraum (pH ~4,5–5,0), aufrechterhalten durch V-ATPase-Protonenpumpen
- Membran schützt das Zytosol vor Verdauungsenzymen
Enzymgehalt
~60 hydrolytische Enzyme: Proteasen, Lipasen, Nukleasen, Glykosidasen, Phosphatasen – fähig, alle wichtigen Biomoleküle abzubauen.
Wichtige Funktionen
- Intrazelluläre Verdauung (Autophagie): Baut beschädigte Organellen, fehlgefaltete Proteine und zytosolische Komponenten ab; recycelt Bausteine.
- Extrazelluläre Verdauung (Phagozytose): In Makrophagen/Neutrophilen verschmelzen Phagosomen mit Lysosomen (Phagolysosomen), um Krankheitserreger und Trümmer zu zerstören.
- Programmierter Zelltod (Apoptose): Lysosomenmembranpermeabilisierung setzt Enzyme frei, die den kontrollierten zellulären Abbau ausführen.
- Nährstoffsensorik & Signalgebung: mTORC1 auf der lysosomalen Oberfläche reguliert Wachstum in Reaktion auf Aminosäureverfügbarkeit.
- Plasmamembran-Reparatur: Lysosomen verschmelzen mit geschädigter Membran, um sie zu flicken.
Klinische Relevanz
Lysosomale Speicherkrankheiten (z. B. Morbus Gaucher, Tay-Sachs) resultieren aus Enzymmängeln, die zu Substratansammlung führen. Lysosomale Dysfunktion ist auch an Neurodegeneration, Krebs und Alterung beteiligt.
