細(xì)胞自噬
自噬是指細(xì)胞內(nèi)受損、變性或者衰老的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器被運(yùn)輸?shù)饺苊阁w,溶酶體對(duì)其進(jìn)行消化降解。自噬是一種自我降解并普遍存在于體內(nèi)的過(guò)程,其在清除代謝廢物進(jìn)而會(huì)搜能量為細(xì)胞正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供能量的過(guò)程中發(fā)揮重要作用[1]。
1、自噬的過(guò)程
自噬形成要經(jīng)過(guò)吞噬泡-自噬小體-自噬溶酶體的過(guò)程。首先,當(dāng)自噬誘導(dǎo)信號(hào)被細(xì)胞接受后,胞漿某處會(huì)形成小膜結(jié)構(gòu)。該膜結(jié)構(gòu)為非球形、扁平狀雙層膜的碗狀結(jié)構(gòu),并不斷擴(kuò)張,稱為自噬前體。其次,不斷延伸的自噬前體,將胞漿中的若干成分(包括細(xì)胞器)收口包入,成為密閉的球狀自噬體。自噬體通常有兩個(gè)特征:雙層膜,內(nèi)含諸如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片等胞漿成分。最后,自噬體形成后會(huì)與溶酶體發(fā)生融合,形成自噬溶酶體。期間溶酶體酶降解自噬體的內(nèi)膜,使兩者的內(nèi)含物合為一體,自噬體中的包含物被降解,將產(chǎn)物例如氨基酸、脂肪酸之類的輸送到胞漿中,重新利用供能,而殘?jiān)鼊t被排出細(xì)胞外或滯留于胞漿 [2]。
2、自噬的分類
根據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物運(yùn)送到溶酶體腔的方式不同,哺乳動(dòng)物的自噬可分為三種,分別是巨自噬(macroautophagy)、微自噬(microautophagy)和分子伴侶介導(dǎo)自噬(chaperone-mediated autophagy,CMA)。其中巨自噬是最主要的自噬形式。在巨自噬中由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來(lái)源的膜性結(jié)構(gòu)通過(guò)擴(kuò)展包裹待降解物形成自噬小體,然后與溶酶體融合并降解其內(nèi)容物。在微自噬中,溶酶體的膜內(nèi)陷直接包裹細(xì)胞內(nèi)容物并在溶酶體內(nèi)降解。在分子伴侶介導(dǎo)自噬中,胞質(zhì)內(nèi)蛋白需與分子伴侶結(jié)合,然后轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體腔中被溶酶體酶消化。CMA的底物是可溶蛋白分子,與前面兩種自噬相比,CMA降解途徑在清除蛋白質(zhì)時(shí)有選擇性[3]。

圖1. Three types of autophagy in mammalian
此外,根據(jù)自噬對(duì)待降解底物的選擇性不同,自噬可進(jìn)一步分為線粒體自噬(mitophagy)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬(reticulophagy)、核糖體自噬(ribophagy)和過(guò)氧化物酶體自噬(pexophagy)等。其中,線粒體自噬是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
3、介導(dǎo)細(xì)胞自噬的重要因子
自噬是細(xì)胞自我降解的過(guò)程,涉及蛋白質(zhì)降解、細(xì)胞器更新和細(xì)胞質(zhì)成分的非選擇性分解,這些過(guò)程涉及多個(gè)基因的調(diào)控。自噬啟動(dòng)始于ULK1(也稱為Atg1)復(fù)合物的激活(包括ULK1、ULK2、Atg13、FIP200/RB1CC1和Atg101),它激活由核心組分Beclin-1、VPS34/PIK3C3和其他被招募的可變組分(如Atg14L、UVRAG、AMBRA1等)組成的III類PI3K復(fù)合物,不同的III類PI3K復(fù)合物發(fā)揮不同功能[4][5]。與Atg16結(jié)合的Atg5-Atg12復(fù)合物介導(dǎo)自噬體膜的擴(kuò)展,LC3和GABARAP家族成員與脂質(zhì)磷脂酰乙醇胺(PE)結(jié)合后并被招募到膜上。Atg4與Atg7結(jié)合后,將LC3-I和PE偶聯(lián)并形成脂質(zhì)結(jié)合形式LC3-II[6]。更多詳情,請(qǐng)點(diǎn)擊此處查看>>
華美生物羅列了部分自噬相關(guān)靶點(diǎn),點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)可查看該靶點(diǎn)相關(guān)的所有試劑。
● ULK1激酶復(fù)合體組分
● Beclin-1核心復(fù)合體組分
● Beclin-1復(fù)合體活性調(diào)節(jié)蛋白
● 自噬泡延伸相關(guān)蛋白
● LC3家族
● LC3加工相關(guān)蛋白
● 自噬泡底物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
參考文獻(xiàn):
[1] Danielle Glick, Sandra Barth, and Kay F. Macleod. Autophagy: cellular and molecular mechanisms [J]. J Pathol. 2010 May; 221(1): 3-12.
[2] Mizushima N. Autophagy: process and function [J]. Genes Dev. 2007, 21 (22): 2861-73.
[3] Parzych KR, Klionsky DJ. An overview ofautophagy: morphology, mechanism, and regulation [J]. Antioxid Redox Signal. 2014Jan 20;20(3):460-73.
[4] Zhiping Xie, Daniel J Klionsky. Autophagosome formation: core machinery and adaptations [J]. Nature Cell Biology. 2007, 9: 1102-1109.
[5] Jean M Mulcahy Levy, Christina G Towers, Andrew Thorburn. Targeting autophagy in cancer [J]. Nat Rev Cancer. 2017, 17(9): 528-542.
[6] Elena Shvets & Zvulun Elazar. Autophagy-independent incorporation of GFPLC3 into protein aggregates is dependent on its interaction with p62/SQSTM1 [J]. Autophagy. 2007, 3(4):323-8.