Lysosomale Enzyme sind die Produkte von 40-50 nicht miteinander verbundenen Genen im Zellkern. Wie Membran- und Sekretionsproteine werden sie an membrangebundenen Ribosomen im rauen endoplasmatischen Retikulum synthetisiert. Sie erhalten mannosereiche Oligosaccharidketten aus lipidverknüpften Zwischenstufen an Asparaginresten. Sie müssen von anderen Proteinen, die sich im Lumen des endoplasmatischen Retikulums befinden, sortiert und an die Lysosomen weitergeleitet werden. Der am besten verstandene Mechanismus für diese Sortierung und Abgabe ist das Man-6-P-Erkennungssystem. Die neu synthetisierten Säurehydrolasen erwerben Man 6-P-Reste durch eine zweistufige Reaktion. Zunächst wird GlcNAc 1-P auf die C-6-Position der Mannosereste übertragen, die auf den Asparagin-verknüpften Oligosacchariden mit hohem Mannosegehalt vorhanden sind. Anschließend werden die N-Acetylglucosaminreste durch die N-Acetylglucosaminylphosphoglycosidase entfernt, um den Man 6-P-Monoester zu bilden, der den Man 6-P-Rezeptor binden kann. Phosphorylierte Enzyme können dann an Man 6-P-Rezeptoren binden, die sich in Vesikeln sammeln und zur Abgabe der Enzyme an die Lysosomen abspalten. Der Bereich des Golgi-Apparats, in dem die Rezeptoren, die neu synthetisierte Enzyme enthalten, abspringen, ist noch nicht klar. Enzyme, die keine Rezeptoren binden können, werden sezerniert. Einige Zelltypen exprimieren auf ihrer Zelloberfläche Rezeptoren, die in der Lage sind, phosphorylierte Enzyme durch rezeptorvermittelte Endozytose wieder einzufangen. Dieser Weg der Sekretion und Wiederaufnahme bietet einen alternativen Weg zu den Lysosomen. Nach der Abgabe des Enzyms an die Lysosomen werden die Enzyme durch saure Phosphotasen, die die Phosphomonoestergruppen entfernen, und saure Proteasen, die ihre Größe reduzieren und überschüssige Polypeptide abschneiden, post-lysosomal verarbeitet. Obwohl die Beweise sehr überzeugend sind, dass Enzyme Lysosomen über Wege erreichen können, die nicht vom Man 6-P-Rezeptor abhängen, sind die Mechanismen der Man 6-P-Rezeptor-unabhängigen Segregation von sauren Hydrolasen zu Lysosomen völlig unklar. Neben dieser Frage gibt es zwei weitere wichtige Fragen, die noch zu beantworten sind. Eine davon ist der genaue intrazelluläre Weg des neu synthetisierten Enzyms. Wo bindet das Enzym zuerst den Rezeptor, und wo verlässt der Rezeptor den Golgi-Apparat, um die Sortierung zu bewirken? Die zweite wichtige Frage ist eigentlich die zentrale Frage nach dem Mechanismus der Sortierung von Säurehydrolasen. Obwohl wir jetzt wissen, dass die Sortierung durch ein Enzym erfolgt, das saure Hydrolasen phosphoryliert, bleibt die Frage bestehen: Wie unterscheidet die prozessierende Phosphotransferase saure Hydrolasen von anderen Glykoproteinen im endoplasmatischen Retikulum?(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)