Lysosomen sind membrangebundene Organellen, die etwa 60 hydrolytische Enzyme enthalten, die bei einem sauren pH-Wert (~4,5–5,0) optimal funktionieren. Sie dienen als primäres Recycling- und Entsorgungszentrum der Zelle.
Wichtige Substratklassen, die von lysosomalen Enzymen abgebaut werden
- Proteine: Kathepsine, Peptidasen
- Kohlenhydrate: Glykosidasen (z. B. α-Glucosidase, β-Hexosaminidase)
- Lipide: Lipasen, Phospholipasen, Sphingomyelinase
- Nukleinsäuren: Nukleasen (DNase, RNase)
- Glykosaminoglykane: Spezifische lysosomale Hydrolasen
Physiologische Rollen
- Endozytose/Phagozytose-Abbau: Zersetzung internalisierter Makromoleküle und Pathogene.
- Autophagie: Beseitigung beschädigter Organellen und Proteinaggregate, die über Autophagosomen geliefert werden.
- Lipidmetabolismus: Hydrolyse von Cholesterinestern (mit NPC1/2-Transport).
- Zelltod: Lysosomenmembranpermeabilisierung setzt Kathepsine frei, löst Apoptose oder Nekrose aus.
- Signalisierung: mTORC1-Aktivierung auf der lysosomalen Oberfläche dient als Nährstoff-Sensing-Hub.
Lysosomale Speicherkrankheiten (LSDs)
Genetische Defizite spezifischer lysosomaler Enzyme führen zu Substratakkumulation. Beispiele umfassen Morbus Gaucher (Glukozerebrosidase-Defizit), Morbus Fabry (α-Galactosidase-A-Defizit) und Morbus Pompe (saure α-Glucosidase-Defizit). Enzymersatztherapie (ERT) und Substratreduktionstherapie (SRT) sind für einige LSDs verfügbar.
