自噬的研究进展

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生物自噬过程的研究进展

生物自噬过程的研究进展

生物自噬过程的研究进展随着科技的进步和发展,生物领域的研究也已经取得了许多重要的进展。

而自噬作为一种细胞的自我调节和清理机制,近年来在生物学研究中也得到了越来越广泛的关注。

本文将介绍一些生物自噬过程的研究进展。

一、自噬的基本概念自噬是细胞通过溶酶体(lysosome)或其他酶类体内受害物质的加速降解过程。

在某些情况下,细胞需要消耗内部蛋白质、脂质或其他细胞器来维持生存,所以会通过吞噬自身结构来获取能量或原料,这就是自噬。

自噬是由各种自噬体组成的复杂的生物学事件,包括细胞膜的扩张和内袋形成、囊泡完成后的融合、受噬物的降解和产生的废物物质的清除过程。

自噬的过程随时都在发生,这是一个非常重要的基本生物学过程,对生物体的生长、分化、应激反应和抵御病原体等方面都具有重要的作用。

二、自噬受体的发现与研究自噬的过程有许多不同的启动方式,其中最重要的是自噬受体。

自噬受体是一种能识别细胞中垃圾蛋白并“捕捉”它们的复合物,然后将其转运到自噬小体中进行降解。

多年来,许多关于自噬受体的研究一直在进行中。

最近的研究表明,自噬是通过ATG8家族成员和自噬受体融合在一起的。

这种自噬受体要求相应的ATG8家族成员参与组成,并依赖于膜融合来提供受噬物的限定。

三、自噬的重要生物学意义自噬的生物学意义是非常重要的。

近年来的研究表明,自噬在调控能量的平衡、细胞发育和生长、组织的分化和代谢过程中都起着至关重要的作用。

此外,自噬还用于预防癌症的发生和发展,并被用于治疗一系列疾病的药物研究。

四、自噬与疾病的关联自噬的功能异常通常会造成一定的生物学问题。

最近的研究表明,自噬与多种如炎症、神经退行性疾病、代谢性疾病等各类疾病有明显的关联。

例如,自噬和阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)之间存在一定的联系。

自噬在扩大贡献侵蚀细胞的β-淀粉样蛋白(β-amyloid)沉着物的清除中发挥了重要作用;自噬受体FAK在降解β-amyloid方面也具有重要功能,因此给予对自噬和自噬受体抑制的药物也会使β-amyloid沉积增多。

细胞自噬的基础知识与研究进展

细胞自噬的基础知识与研究进展

细胞自噬的基础知识与研究进展细胞自噬(autophagy)是指细胞自身分解和回收废弃物质的一种过程,具有维持细胞内环境平衡、细胞生长、代谢和身体适应力等方面的重要作用。

它是细胞生物学领域中的一大研究热点,得到了广泛关注。

一、细胞自噬的三种类型细胞自噬分为三种类型:微型自噬(microautophagy)、宏型自噬(macroautophagy)和小体自噬(chaperone-mediated autophagy,CMA)。

其中,微型自噬与宏型自噬是非选择性自噬,而小体自噬则是选择性自噬。

微型自噬是指细胞通过直接将废物分解成小的空泡来完成清除废物的过程。

宏型自噬则是通过将废物包裹进一个由双层膜组成的泡膜内,使其与溶酶体融合、分解的过程。

而小体自噬则是通过由Hsc70蛋白、LAMP-2A和HSP90组成的复合物来识别、捕获并分解特定蛋白质的过程。

二、细胞自噬的生化机制细胞自噬不仅涉及大量的细胞生物学蛋白质,还涉及到一些细胞内化学物质。

自噬的基本过程首先涉及由Atg(autophagy-related gene)基因编码的多种蛋白质在细胞内的调节作用。

这些蛋白质可以调节自噬与外环境的联系,以及与涉及的细胞运输相关的分解系统的作用。

细胞自噬的开始通常是由Atg1和Atg13等蛋白复合体的存在调节的,这些蛋白质作为自噬衍生的起点,启动成为自我糖化的起点。

蛋白复合体说大多是保存在细胞滋生蛋白(ER)突出物内或腺苷酸酰化酶(mTOR)等控制细胞自我代谢的重要酶中。

细胞自噬的早期主要涉及细胞内与mTOR有关的信号转导通路和PtdIns3K(磷脂酰肌醇3-激酶)通路。

其中,mTOR通路通过进一步活化Ras相关蛋白、主导蛋白(PKB或AKT)等蛋白的更多生物活性,使得下游的Atg1和Atg13蛋白被阻止,从而抑制细胞自噬的过程。

而PtdIns3K通路则是自噬开始的关键,它通过生成PtdIns3P(磷脂酰肌醇3-磷酸)在细胞的自噬小泡形成中发挥了作用。

细胞自噬与疾病关系的研究进展

细胞自噬与疾病关系的研究进展

细胞自噬与疾病关系的研究进展细胞自噬是一种重要的细胞代谢过程,对于生物体内的废弃物质的清除和代谢产物的再利用起到了重要作用。

在过去的几十年中,研究证明,细胞自噬不仅仅是细胞代谢过程的一个环节,更是许多疾病发生和发展的关键因素之一。

本文将从细胞自噬与疾病的关系、自噬与疾病的研究进展、自噬与药物治疗等几个方面介绍细胞自噬与疾病关系的研究进展。

一、细胞自噬与疾病的关系细胞自噬在很多疾病的发生、发展过程中发挥了重要的作用。

例如,在神经系统疾病中,自噬是神经元中蛋白质凝聚体的清除途径,但过度的自噬会导致神经元的死亡;在心血管系统疾病中,细胞自噬被认为是冠心病等疾病的关键因素,自噬水平的减少会导致心脏损伤和心肌纤维化;在肿瘤等疾病中,细胞自噬可以维持肿瘤细胞的生存和增殖,因此自噬抑制剂可以作为治疗肿瘤的新途径。

二、自噬与疾病的研究进展目前,在细胞自噬与疾病的研究中,最被广泛关注的是自噬在肿瘤中的作用。

自噬不仅可以维持肿瘤细胞的生存和增殖,还可以抵御放疗和化疗等治疗方式的影响。

因此,自噬抑制剂成为了肿瘤治疗的新方向。

近年来,许多自噬抑制剂已进入了临床试验阶段,如氯喹、氟罗沙星、羟氯喹等。

研究表明,这些抑制剂可以促进肿瘤细胞的凋亡,同时也可以增强化疗和放疗的效果。

此外,细胞自噬也被认为是一种抗衰老的机制。

自噬水平的降低会导致老年痴呆症、帕金森综合症等疾病的发生。

因此,自噬作为个体的生命活动的重要组成部分,对于寿命的延长和疾病的预防都具有重要的意义。

三、自噬与药物治疗随着对细胞自噬的深入了解,越来越多的药物开始应用于自噬相关疾病的治疗。

如氯喹和羟氯喹是治疗疟疾的药物,但也被发现可以提高自噬水平,减轻神经系统退行性疾病的症状;替格瑞洛也是一种已上市的抗瘤药,可通过抑制自噬增强其抗肿瘤作用,同时还可以减轻化疗的副作用。

总之,细胞自噬作为一种重要的代谢途径,对于生命活动的正常进行和许多疾病的发生、发展都具有重要作用。

随着对细胞自噬的不断深入了解和研究,相信细胞自噬在疾病治疗中也将发挥越来越大的作用。

细胞自噬机制的研究进展

细胞自噬机制的研究进展

细胞自噬机制的研究进展细胞自噬是一种重要的细胞代谢途径,通过分解和回收细胞内部的有害或无用物质,维持细胞内环境的稳定性,并起到调节细胞生长、维持生命活动的作用。

近年来,对细胞自噬机制的研究取得了许多重要的进展,从细胞自噬的启动、调控到自噬相关疾病的研究均有新的突破。

首先是细胞自噬的启动机制。

细胞自噬最早的启动信号是一种被称为ATG1/ULK1 kinase的蛋白酶,它能够与自噬剂源泡膜(phagophore)结合,激活其他ATG蛋白的功能,从而启动自噬。

最近的研究表明,ATG1/ULK1 kinase的激活还受环境因素和细胞代谢状态的影响,例如细胞内的营养水平和能量状态。

这些发现揭示了细胞自噬启动的新机制,为了解自噬调控提供了新的线索。

其次是细胞自噬的调控机制。

自噬过程需要大量的ATG蛋白参与,这些蛋白通过形成复合物,调控自噬各个阶段的发生和进行。

其中,两个关键复合物是PI3K-III复合物和ATG12-ATG5-ATG16复合物。

PI3K-III复合物通过合成一种称为PI(3)P的信号分子,在细胞膜上构建自噬剂源泡膜。

ATG12-ATG5-ATG16复合物则参与自噬剂源泡膜的扩张和囊泡的合并。

最近的研究还发现,一些细胞膜上的磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇酶(PI(3)P)与ATG蛋白之间的相互作用也对自噬的调控具有重要作用。

这些调控机制的研究有助于我们进一步理解细胞自噬的分子机制。

此外,细胞自噬还与一些疾病的发生和发展密切相关。

许多疾病,如肿瘤、神经变性病和心血管疾病等都与细胞自噬的异常有关。

例如,自噬的减少会导致细胞内垃圾物质的堆积,进而引发细胞的恶变和肿瘤的发生。

而神经变性病如阿尔茨海默病和帕金森病则与自噬的缺陷有关。

近年来,针对自噬异常的调控策略也成为了疾病治疗的重要研究方向。

综上所述,细胞自噬机制的研究正迅速推进,从自噬的启动机制、调控机制到与疾病的关系,都有了许多新的进展。

随着技术的不断发展,相信细胞自噬机制的研究将为细胞生物学和疾病治疗提供更深入的见解和新的方向。

细胞自噬的研究进展及其功能

细胞自噬的研究进展及其功能

细胞自噬的研究进展及其功能自噬,是指细胞通过溶酶体促进细胞内容物的降解和再利用的过程。

自噬是细胞代谢的重要组成部分,细胞的健康与否与其自噬能力密切相关。

自噬与许多生理和病理过程有关,例如细胞增殖、免疫系统、细胞死亡和神经退化等。

而细胞自噬是指细胞在应对压力和维持稳态时主动降解自身蛋白和细胞器,以维持自身生存和功能。

近年来,细胞自噬的研究取得了突破性进展。

其中最重要的就是发现了自噬过程中的 Atg 基因家族。

Atg 基因家族包括 Atg1-Atg18、Atg29、Atg31 和Atg34 等多个基因,这些基因编码的蛋白质参与了自噬过程的不同阶段。

通过研究这些基因和蛋白质,我们可以更好地理解细胞自噬的启动和调控机制。

自噬的启动与调控机制包括自噬体的形成、自噬过程中的质膜转运和降解等多个环节。

自噬体的形成是指细胞膜从细胞表面向内形成一定的凹陷,并包裹细胞内容物的过程。

通过 Atg 基因家族蛋白的作用,细胞可以形成自噬体,并通过自噬体降解细胞内的不需要的或受损的细胞器和蛋白质。

这些自噬体内的物质会先后进入各种酶体进行降解,其中涉及到的酶体主要有溶酶体和核酸体等。

随着对自噬启动和调节机制的深入研究,科学家们也在不断发现自噬在许多生理和病理过程中的重要作用。

细胞自噬在免疫系统中的作用自噬与免疫系统密切相关,细胞通过自噬来消除细菌、病毒和细胞内异常蛋白等多种物质。

在某些病原体感染和癌变等情况下,自噬可以帮助基因修复和细胞生长,从而起到免疫保护作用。

同时,自噬也参与了自身抗感染和对自身组织的免疫。

细胞自噬在细胞增殖和生存中的作用近年来,科学家们还发现了细胞自噬在细胞增殖和生存中的作用。

细胞通过自噬清除过时或已死亡的细胞内部分,从而促进细胞生存。

另外,通过自噬调控并降解信号转导蛋白,细胞可以保持一定的平衡态,并保证细胞不会由于外部环境的变化而受到损伤。

细胞自噬在神经退行性疾病中的作用神经退行性疾病是一类与老化有关的、以神经原细胞死亡和脑部功能受损为特征的疾病。

细胞自噬调控机制的研究进展

细胞自噬调控机制的研究进展

细胞自噬调控机制的研究进展细胞自噬是一种细胞内垃圾清除和维持细胞稳态的重要机制。

它通过将细胞内的有害蛋白质、细胞器等物质包裹成囊泡,然后将其降解并回收利用。

近年来,对细胞自噬调控机制的研究取得了重要进展,为我们深入了解细胞自噬的调控机制提供了新的视角。

首先,研究人员发现细胞自噬的启动主要由ATG(自噬相关基因)家族蛋白质调控。

ATG蛋白质包括ATG1、ATG5、ATG7等,它们在自噬过程中起着重要的作用。

例如,ATG1蛋白质可以激活自噬起始复合物,从而促进自噬囊泡的形成。

ATG5和ATG7蛋白质则参与自噬囊泡的扩张和成熟。

这些发现揭示了细胞自噬调控的分子机制,为我们进一步研究细胞自噬提供了重要线索。

其次,研究人员还发现细胞自噬的调控与细胞能量代谢密切相关。

细胞自噬可以通过降解细胞内的有害蛋白质和细胞器,从而提供细胞所需的能量和营养物质。

而在能量不足的情况下,细胞自噬可以被激活,以满足细胞的能量需求。

研究人员发现,AMPK(5'AMP-activated protein kinase)和mTOR(mammalian target of rapamycin)等信号通路在细胞自噬的调控中起着重要作用。

AMPK可以通过抑制mTOR信号通路的活性,从而激活细胞自噬。

这一发现不仅揭示了细胞自噬与细胞能量代谢之间的密切联系,还为我们深入了解细胞自噬调控的分子机制提供了新的思路。

此外,细胞自噬的调控还与细胞生命周期和疾病发生发展密切相关。

研究人员发现,细胞自噬在细胞周期不同阶段表现出不同的调控模式。

例如,在细胞分裂过程中,细胞自噬被抑制,以确保细胞有足够的能量和营养物质完成分裂。

而在细胞凋亡过程中,细胞自噬被激活,以促进有害蛋白质的降解,从而保护细胞免受损伤。

此外,细胞自噬的异常调控与多种疾病的发生发展密切相关。

例如,细胞自噬的功能缺陷可能导致神经退行性疾病的发生,如阿尔茨海默病和帕金森病。

因此,深入研究细胞自噬的调控机制对于解析疾病的发生发展机制具有重要意义。

细胞自噬的研究进展

细胞自噬的研究进展

细胞自噬的研究进展细胞自噬是细胞内部一种重要的基本代谢过程,是一种细胞质内自噬体膜包裹并降解包裹物的细胞生物学过程。

自噬既是细胞繁殖和分化的基本过程,也是机体应对氧化应激、营养胁迫、感染和腫瘤等外部或内部刺激的主要体内防御机制,同时还在许多疾病的发生和发展中发挥着举足轻重的作用。

目前,对于自噬的研究已经引起了广泛的关注。

本文将会详细介绍细胞自噬的研究进展。

一、自噬的发现历史及分子机制研究自噬这一现象最早由异物、细菌和用染料染色的细胞器等被发现。

20世纪50年代,贝尔格曼等人发现吞噬细菌的细胞器,而后来发现该细胞器从肝细胞发生,被称作“自噬体”;在20世纪60年代,巴塞尔大学的克里帕等人首次提出了自噬的概念,从那时起,自噬的研究进入了快速发展的阶段。

在分子机制研究方面,目前已经发现了许多关键蛋白,包括控制自噬的Atg蛋白家族。

Atg蛋白家族由Atg1-Atg36等蛋白针对自噬体的各个生理阶段而分化成不同的亚群。

目前已经确认的Atg蛋白中,Atg1、Atg13、Atg17、Atg29和Atg31形成复合体,已经在酿酒酵母中得到验证;Atg6、Atg5、Atg12、Atg16形成E3酶复合体,调控自噬体反应膜的扩增;Vps34, Beclin 1、Vps15和Atg14L可以形成复合体——PI3K复合体III,恰恰是在这个过程中,生产出了诱导自噬的信号Lipid-Dyct-4-P和毒性带有的酰化脂——Dyct-PE。

二、自噬与疾病2.1自噬与肿瘤自噬在抑制肿瘤发生和发展等方面具有重要作用。

研究发现,与恶性肿瘤细胞相比,正常细胞中自噬的水平更高,持续时间更长,而且触发自噬可以降低肿瘤细胞的代谢活性,减慢肿瘤细胞的增殖速度。

当细胞出现缺氧、营养不足、蛋白质聚集等应激情况时,自噬会被激活,减少代谢产物的积累,帮助细胞应对应激,降低细胞受到损伤的风险,从而有效抑制肿瘤的发生和发展。

同时,自噬还可以通过消化和降解有害物质,避免对细胞造成进一步的伤害。

细胞自噬机制的研究进展

细胞自噬机制的研究进展

细胞自噬机制的研究进展近年来,细胞自噬机制在生物学领域引起了广泛关注。

细胞自噬是一种与细胞新陈代谢密切相关的自我调节过程,通过吞噬并降解细胞内的废弃物、受损蛋白质和细胞器,从而维持细胞内环境的稳定。

细胞自噬对于细胞存活与死亡、器官发育与组织修复等过程具有重要调节作用。

本文将结合最新的研究进展,探讨细胞自噬机制的研究进展。

细胞自噬的基本过程可分为诱导、吞噬、运输及降解四个步骤。

诱导是指细胞应激或缺乏营养等刺激下,启动自噬相关途径的过程。

吞噬是指通过膜袋形成将细胞内废弃物包裹并封入液泡中的过程。

运输是指被封入液泡内的废弃物通过运输蛋白向溶酶体运送的过程。

降解是指废弃物在溶酶体内被水解酶降解为营养物质和其他有用物质的过程。

近年来,研究人员通过细胞自噬相关基因的敲除和过表达等方法,揭示了细胞自噬调控过程中的关键分子。

其中,原始自噬蛋白1(ATG1)和自噬蛋白12(ATG12)是自噬相关途径中最早被鉴定出的关键分子。

ATG1被认为是一个重要的自噬相关磷酸化激酶,ATG12与ATG5形成共价连接,参与丝裂原细胞器聚集和液泡形成过程。

此外,细胞自噬还需要通过ATG9介导的运输途径来调控。

ATG9是唯一已知参与自噬运输的跨膜蛋白,它通过囊泡-囊泡融合和内吞作为动态的驱动力。

ATG9的敲除研究表明,它在维持正常细胞自噬过程中具有不可替代的作用。

细胞自噬的调控机制非常复杂,与多个信号通路密切相关。

最近的研究表明,AMP激活的蛋白激酶激活蛋白激酶(AMPK)和线粒体信号通路与细胞自噬之间存在密切关系。

AMPK通过抑制mTORC1(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1)的活化,从而促进细胞自噬的启动。

此外,线粒体信号通路也可以通过调节线粒体燃烧和ROS产生来参与细胞自噬的调节。

近年来,细胞自噬的研究不仅限于单个细胞,还扩展到组织和器官水平。

研究人员发现,在肿瘤发展和糖尿病等疾病进程中,细胞自噬的异常调控往往起到重要作用。

一些肿瘤细胞通过抑制细胞自噬来逃避免疫系统的检测和降解,从而促进肿瘤的生长和转移。

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3、自噬体在PAS的形成及降解
自噬体的形成是细胞自噬的关键步骤,自噬体的 大小与数量也反应了细胞自噬发生的水平,这一步 骤涉及的过程, 包括: PAS 的形成、III 型 PI3K 信号通路、Atg9的循环(顺向和逆向)和泛素样 蛋白结合系统。
①PAS的形成
PAS是自噬体形成的位点,通常位于液泡附近,是 酵母特有的现象,所以PAS的形成机制,对于我们 了解整个自噬过程具有重要意义 。
3 分子伴侣介导的自噬(CMA):
胞质内蛋白结合到分子伴侣后被转运到溶酶体腔中,然后被溶酶体 (液泡)酶消化。
自噬的过程
2、细胞自噬的调控
生理条件下, 细胞自噬受到严格的调控。现 在了解得比较多的细胞自噬调控通路主要有 两条: TOR(Target of rapamycin)通路和磷脂 酰肌醇3-激酶(PI3K, Phosphoinositide 3kinase)通路。很多其他细胞自噬调控信号 直接或间接的通过这两条通路发挥作用。
TORC1
营养丰富 TORC1被激活 磷酸化Atg13 与Atg1的结合能 力降低
Atg1的活性低 与Atg17作用弱
自噬水平低
饥饿或雷帕 霉素刺激
TORC1被抑制
反之 ....... 自噬水平高
在TOR通路中,TOR复合体通过与Atg13的作用,间接地影响了Atg1Atg13-Atg17蛋白复合体的形成,进而影响了自噬水平的高低,Atg13 在蛋白复合体中起到了介导作用。
④泛素样蛋白结合系统
两个类泛素样蛋白 Atg12、Atg8 分别在泛素样酶 (泛素活化酶Atg7,泛素结合酶Atg10)的作用下 与 Atg5、磷脂酰乙醇胺 (PE,phosphatidylethano- lamine)相结合, 促进 自噬前体囊膜的不断延伸。
Atg12-Atg5-Atg16多聚体的形成
Atg9的逆向运输
当自噬体形成时, Atg9并不留在自噬体膜上, 而 是从 PAS 返回细胞质中的膜结构。这一逆向运输 途径依赖于 Atg1-Atg13 复合体、Atg2-Atg18 复 合体。其中大家比较公认的模型是: 一旦 Atg1Atg13 复合物与 Atg9 被募集到 PAS,Atg1-Atg13 促使 Atg9 与 Atg2-Atg18 相互作用, 这种三元 复合物的形成促使 Atg9 从 PAS 返回外周膜。
Cvt途径
它的主要功能是将细胞质中的氨基肽酶(Ape1)、 甘露糖酶(Ams1)等酶的前体定向送到液泡, 以使 其激活并发挥其水解酶活性。Ape1 在细胞质中以 无活性的前体 PrApe1 形式存在。PrApe1 会形成 一个寡聚体, Atg19 与PrApe1 相结合, 而 Ams1 通过 Atg19 的另一个位点与 Atg19 相结合, 共 同形成Cvt 复合物。Atg19 与 Atg11 相互作用, 引导 Cvt复合物定位到 PAS 位点; Atg19进而与 Atg8-PE相互作用, 促进特化的自噬体-Cvt囊泡的 形成。
Atg9的顺向运输
在选择性细胞自噬 Cvt 途径中, 当 Atg11、Cvt 复合体或Actin细胞骨架中的组分缺失任一个时, Atg9 从外周膜结构到 PAS 的运输都会被阻断 Actin相关蛋白Arp2与Atg9相互作用, 直接调节 Atg9从外周膜结构向PAS的运输。在饥饿诱导的非 选择性细胞自噬中,这种运输需要Atg17的协 助。Atg17 帮助 Atg9 定位于 PAS, 进一步完成 膜的组装,但这个过程并不需要Atg1的激酶活性。
Atg7与ATP结 合
激活的Atg7与 Atg12结合
在Atg10的作用下 Atg12激活
与Atg5结合
Atg5激活
Atg5与Atg16结合
Atg12-Atg5-Atg16多聚体形成
Atg8-PE的形成
Atg4、Atg7的作用下
Atg8
激活的Atg8被转移
给Atg3(泛素结合酶)
Atg8-PE
Atg12- Atg5-Atg16 复合体最主要的功能便是对 Atg8的辅助作用, 而 Atg8-PE 是双层膜不断向外延伸的直接作用者。
Autophagy in Yeast: A Review of the Molecular Machinery
Presenter:Han Bing标题栏来自1前言2
细胞自噬的调控
3 自噬体在PAS的形成及降解
4
选择性自噬
5
展望
1、前言
自噬(autophagy): 泛指溶酶体(Lysosome)(酵母中为液泡, Vacuole)介导的细胞质降解过程。与蛋白 酶体(Proteasome)相比 ,溶酶体具有更强 大的降解能力, 因此细胞自噬可以大批量的 降解从可溶蛋白到完整细胞器在内的胞内物 质。
• 酵母中Ⅲ型PI3K复合体包括:Atg14、Vps34、 Vps15、Atg6,其中Vps15是Vps34的调节亚基, Atg14将Vps34-Vps15与Atg6连接在一起形成复合 体,并将PI3K复合体定位于PAS,通过其产物PI3P 募集下游蛋白。下游蛋白包括Atg18和Atg21, Atg18随后组成Atg2-Atg18复合体并在Atg9的循环 中起作用,Atg18参与非选择性自噬,Atg21参与 选择性自噬。
泡和内含物在液泡内腔被降解并循环利用。
4、选择性自噬
细胞自噬曾被长期认为是非选择性为主的, 但随 着研究的深入, 选择性细胞自噬的生理意义愈发 显著。酵母中选择性细胞自噬的研究是与非选择 性细胞自噬的研究同步开展的, 现在也积累了大 量的结果。酵母中的选择性细胞自噬主要有 Cvt 途径、线粒体自噬和过氧化物酶体自噬。
③Atg9的循环
自噬体膜的起源一直是人们致力解决的问题, 而 其中的关键可能就是Atg9。Atg9是一个整合膜蛋 白,含有高度保守的6个跨膜结构域以及位于胞质 中的N端与C端。它在相关蛋白的协助下, 在 PAS 与外周膜结构(如线粒体、内质网、高尔基体)之 间往复循环, 参与自噬体的形成过程, 故 Atg9 被认为有可能起“膜载体”的作用。
⑤自噬体的降解
自噬体在靠近液泡的 PAS 形成后, 最终会与液泡 融合。这个融合过程与细胞中其他囊泡与液泡的 融合相类似, 该过程涉及到的蛋白有 SNARE 蛋白 (Vam3、Vam7、Vti1、Ykt6)、小GTP酶 Ypt7、 HOPS 复合体、Mon1-Ccz1 复合体等。融合的结果 是自噬体的外膜成为液泡膜的一部分, 其内膜小
根据细胞物质运到溶酶体内的途径不同
1 宏自噬(主要)
通过形成具有双层膜结构的自噬体(Autophagosome)包裹 胞内物质, 最终自噬体与溶酶体(液泡)融合 ,酵母自噬 体的形成是在PAS(自噬体组装位点)发生的。
2 微自噬 分子伴侣介导的自噬(CMA):
通过溶酶体或液泡表面的形变直接吞没特定的细胞器 或者蛋白
前体 PrApe1
Ams1
Atg19
Cvt复合物 通过Atg19 与Atg11相互 作用
Cvt复合物定位 到 PAS 位点
2020/3/12
23
5、展望
1.TOR通路的下游效应因子是什么? 2.Atg9如何逆向转运的? 3.Atg12复合体如何调节Atg8-PE的? 4.Atg8-PE如何使双膜结构不断延伸的?
TOR通路
TOR 是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,对细胞自噬 起到负调控作用。在正常生长条件下,TOR处于激 活状态, 细胞自噬受到抑制;当细胞处于饥饿或受 到雷帕霉素(Rapamycin)刺激时,TOR被抑制,细胞 自噬被诱导增强。在酵母中,TOR可以形成两种蛋 白复合物: TORC1和TORC2。其中,TORC1是主要的 自噬调节因子。
酵母
富营养
Cvt复合体(prApe1 多聚体、Ams1,、 Atg19)形成
Atg19与 Atg11结合
围绕Cvt复合体 形成自噬体Cvt囊泡
PAS的组装信号
激活Atg11并 募集其他Pro
饥饿
非选择性自噬
Atg17起主要作用 PAS的组装信号
②PI3K复合体及其下游作用蛋白
PI3K可以对膜上的磷脂酰肌醇进行磷酸化修饰, 其中Ⅲ型PI3K可以将磷脂酰肌醇磷酸化为PI3P , 酵母中的PI3K复合体为Ⅲ型PI3K。
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