Lysosomale enzymer: Substrater, cellulær genbrug og op-lagringssygdomme

Lysosomer er membran-omsluttede organeller, der indeholder ca. 60 hydrolytiske enzymer, der fungerer optimalt ved et surt pH (~4,5–5,0). De tjener som cellens primære genbrugs- og affaldscenter.

Vigtigste substrat-klasser nedbrudt af lysosomale enzymere

• Proteiner: Cathepsiner, peptidaser
• Karbohydrater: Glykosidaser (f.eks. α-glukosidase, β-hexosaminidase)
• Lipider: Lipaser, fosfolipaser, sfingomyelinase
• Nukleinsyrer: Nucleaser (DNase, RNase)
• Glykosaminoglykaner: Specifikke lysosomale hydrolaser

Fysiologiske roller

• Endocytose/fagocytose nedbrydning: Opbrydning af internaliserede makromolekyler og patogener.
• Autofagi: Rydning af skadede organeller og protein-aggregater leveret via autofagosomer.
• Lipidstofskifte: Hydrolyse af kolesterol-estere (med NPC1/2 transport).
• Celledød: Lysosomal membran-permeabilisering frigiver cathepsiner, udløser apopto eller nekrose.
• Signalering: mTORC1-aktivering på lysosomalt overflade fungerer som en næringssensitiv hub.

Lysosomale op-lagringssygdomme (LSDs)

Genetiske defekter i specifikke lysosomale enzymer fører til substrat-akkumulation. Eksempler inkluderer Gaucher-sygdom (glucocerebrosidase-mangel), Fabry-sygdom (α-galaktosidase A-mangel), og Pompe-sygdom (syre α-glukosidase-mangel). Enzym-erstatningsterapi (ERT) og substrat-reduktions-terapi (SRT) er tilgængelige for nogle LSDs.