原創(chuàng) [Autophagy]
自噬信號(hào)通路
· 自噬,實(shí)際上就是細(xì)胞自己吃掉自己,廢物再利用的代謝過(guò)程旨枯;
· 在正常情況下,自噬維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)混驰;
· 在外界壓力攀隔、饑餓、缺氧和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等特殊情況下栖榨,自噬則是一種自我生存機(jī)制昆汹;
· 自噬機(jī)制的受損與腫瘤、神經(jīng)退行性疾病婴栽、代謝相關(guān)疾病满粗、免疫性疾病等)發(fā)病過(guò)程密切相關(guān)。
解析信號(hào)通路
按圖索驥愚争,找找看映皆,讓大隅良典教授獲得諾獎(jiǎng)的Atg13蛋白靶點(diǎn)在信號(hào)通路中嗎?
接下來(lái)轰枝,讓我們深入淺出捅彻,5分鐘看懂這個(gè)信號(hào)通路。
mTOR 激酶是自體吞噬誘導(dǎo)過(guò)程中關(guān)鍵的分子鞍陨,激活mTOR的通路如Akt和MAPK信號(hào)通路抑制自體吞噬步淹,負(fù)調(diào)控mTOR的通路如AMPK和p53信號(hào)通路促進(jìn)自體吞噬。
ULK是自噬關(guān)鍵核心蛋白中唯一一個(gè)具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的蛋白诚撵。在自噬溶酶體組裝前自噬信號(hào)是通過(guò)由ULK1或ULK2缭裆、FIP200和mATG13組成的ULK復(fù)合物的活化介導(dǎo)的。ULK1復(fù)合物在體內(nèi)是連接上游營(yíng)養(yǎng)或能量感受器mTOR和 AMPK與下游自噬體形成的橋梁砾脑。磷酸化的ULK1一直以來(lái)都被認(rèn)為是自噬的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)控因子幼驶,目前發(fā)現(xiàn)AMPK和mTOR這兩個(gè)激酶可催化ULK1的磷酸化,這在自噬中起著十分重要的作用韧衣。在饑餓條件下AMPK活化盅藻,mTOR失活,活化的AMPK催化ULK1第317畅铭、467氏淑、555、574硕噩、637和777位絲氨酸發(fā)生磷酸化從而促進(jìn)自噬假残。在營(yíng)養(yǎng)充足的情況下AMPK失活,mTOR可與ULK1第757位絲氨酸結(jié)合抑制ULK1-AMPK的相互作用,導(dǎo)致ULK1的失活辉懒,最終關(guān)閉自噬信號(hào)阳惹。
III級(jí)PI3K復(fù)合體,包括了hVps34眶俩,Beclin-1 (酵母Atg6的哺乳動(dòng)物同源物)莹汤,p150 (酵母Vps15的哺乳動(dòng)物同源物)和Atg14-like 蛋白(Atg14L 或 Barkor) 或抗紫外線(xiàn)照射相關(guān)基因 (UVRAG),都是自體吞噬誘導(dǎo)所需要的颠印。
Atg基因通過(guò)Atg12-Atg5 和 LC3-II (Atg8-II) 復(fù)合物控制自噬體的形成.
Atg12以需要Atg7和Atg10(分別為E1 和 E2樣酶)的泛素樣反應(yīng)與Atg5偶聯(lián)纲岭。然后,Atg12–Atg5連接物與Atg16非共價(jià)反應(yīng)形成更大的復(fù)合物线罕。
LC3/Atg8的C端被Atg4蛋白酶酶切后生成細(xì)胞質(zhì)LC3-I止潮。LC3-I 與磷脂酰乙醇胺(PE)也以泛素樣反應(yīng)的方式連接,這個(gè)反應(yīng)需要Atg7 和 Atg3 (分別為E1 和 E2樣酶). LC3的脂質(zhì)形式钞楼,即LC3-II喇闸,吸附在自噬體膜上。
凋亡和自噬之間同時(shí)有正的和負(fù)的聯(lián)系窿凤,兩個(gè)過(guò)程間存在廣泛信號(hào)“交談”仅偎。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí),自噬具有促細(xì)胞生存的功能雳殊,但是過(guò)多的自噬會(huì)導(dǎo)致自噬性細(xì)胞死亡橘沥,這是在形態(tài)上和凋亡不同的過(guò)程。
一些促凋亡信號(hào),如 TNF, TRAIL和FADD,同樣誘導(dǎo)自噬夯秃。另外Bcl-2能抑制Beclin-1依賴(lài)的自噬座咆,所以它既具有促生存的功能又具有抑制自噬的功能。
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We would like to thank Prof. Bingren Hu, University of Maryland School of Medicine, Baltimore, MD, for reviewing this diagram.