Lysosomen sind membranumschlossene Organellen, die >60 hydrolytische Enzyme (Proteasen, Lipasen, Nukleasen, Glykosidasen) bei niedrigem pH (~4,5–5,0) enthalten. Sie fungieren als Verdauungssystem der Zelle.
Wichtige Funktionen
- Phagozytose/Endozytose: Degradiert extrazelluläres Material (Bakterien, Trümmer, Nährstoffe).
- Autophagie: Recycelt beschädigte Organellen, fehlgefaltete Proteine, Lipidtropfen (Lipophagie).
- Membranreparatur: Lysosomale Exozytose flickt Plasmamembranrisse.
- Signalisierung: mTORC1 auf lysosomaler Oberfläche spürt Aminosäuren; reguliert Wachstum.
- Antigenpräsentation: MHC-II-Ladung im MIIC-Kompartiment (lysosomverwandt).
- Knochenresorption: Osteoklasten sezernieren lysosomale Enzyme in die Resorptionslücke.
Biogenese
- Enzyme werden in ER → Golgi synthetisiert → mit Mannose-6-Phosphat (M6P) getaggt → M6P-Rezeptor zielt auf spätes Endosom/Lysosom.
- Lysosomale Membranproteine (LAMP1, LAMP2) schützen Membran vor Autodigestion.
Lysosomale Speicherkrankheiten (LSDs)
- Genetische Defekte in lysosomalen Enzymen → Substratakkumulation (z. B. Morbus Gaucher: Glukocerebrosidase; Morbus Fabry: α-Galactosidase A; Morbus Pompe: Säure-α-Glukosidase; Morbus Tay-Sachs: Hexosaminidase A).
- Therapien: Enzymersatz (ERT), Substratreduktion (SRT), Chaperone, Gentherapie.
Lysosomen sind dynamische Hubs für Degradation, Recycling und Signalgebung – nicht nur Mülleimer.
