2) АТФ-азы
3) катепсины (+)
4) трансаминазы
Катепсины — протеолитические ферменты лизосом, относящиеся к кислым гидролазам. К ним принадлежат цистеиновые катепсины B, H и L, аспартильный катепсин D и сериновый катепсин A. Они расщепляют белки, поступившие в клетку путем эндоцитоза, а также компоненты аутофагосом; оптимальная активность катепсинов обеспечивается кислой средой лизосом с pH примерно 4,5–5,5.
Большинство катепсинов синтезируется в виде неактивных проферментов, транспортируется в лизосомы через систему сигнала маннозо-6-фосфата и активируется после попадания в кислую среду с последующим протеолитическим расщеплением. Дефекты лизосомального протеолиза приводят к накоплению внутриклеточного субстрата и относятся к механизмам лизосомных болезней накопления; активность отдельных ферментов может определяться в лейкоцитах, культивируемых фибробластах или высушенных пятнах крови.
Циклооксигеназы участвуют в синтезе простаноидов и преимущественно локализуются в эндоплазматическом ретикулуме и ядерной мембране. Трансаминазы обеспечивают перенос аминогрупп и находятся главным образом в цитоплазме и митохондриях. АТФазы представляют функционально неоднородную группу ферментов; V-типа H+-АТФаза действительно расположена в мембране лизосом и поддерживает их кислотность, однако в классификации лизосомальных ферментов обычно выделяют именно кислые гидролазы, среди которых катепсины являются протеазами.
| Группа лизосомальных ферментов | Примеры | Основной субстрат или реакция | Функциональное значение | Клиническая связь |
|---|---|---|---|---|
| Протеазы | Катепсины B, D, L | Гидролиз пептидных связей белков | Переваривание эндоцитированных белков и компонентов аутофагосом | Нарушение протеолиза способствует накоплению субстратов в клетке |
| Гликозидазы | β-глюкоцереброзидаза, α-галактозидаза A, гексозаминидаза | Расщепление гликозидных связей олигосахаридов и гликолипидов | Деградация углеводных компонентов гликоконъюгатов | Дефицит характерен для болезней Гоше, Фабри и Тея—Сакса |
| Кислые фосфатазы | Кислая фосфатаза, лизосомальная фосфатаза | Гидролиз фосфатных эфиров | Освобождение неорганического фосфата из фосфорилированных соединений | Активность может использоваться как дополнительный маркер лизосомного повреждения |
| Липазы | Лизосомальная кислая липаза | Расщепление триглицеридов и эфиров холестерина | Утилизация липидов, поступивших в лизосомы | Дефицит вызывает накопление липидов, включая болезнь Вольмана |
| Сульфатазы | Идуронат-2-сульфатаза, арилсульфатазы | Удаление сульфатных групп из гликозаминогликанов и других субстратов | Поэтапная деградация протеогликанов и сульфатированных соединений | Дефекты лежат в основе отдельных мукополисахаридозов и метахроматической лейкодистрофии |
| Мембранные системы, не относящиеся к основным кислым гидролазам | V-типа H+-АТФаза | Перенос протонов с затратой АТФ | Создание кислого pH, необходимого для работы катепсинов и других гидролаз | Нарушение кислотности вторично подавляет лизосомное расщепление субстратов |
Для корректной идентификации лизосомного фермента учитывают не только химическую реакцию, но и субклеточную локализацию, кислый оптимум pH и механизм внутриклеточного транспорта. Катепсины являются наиболее характерными лизосомальными протеазами и поэтому соответствуют отмеченному ответу. В лабораторной диагностике ферментативный дефект подтверждают снижением активности конкретной гидролазы и накоплением соответствующего субстрата. Молекулярно-генетическое исследование уточняет патогенный вариант и позволяет подтвердить наследственную форму заболевания.