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通路講解 | 細胞自噬輕松入門-北京博奧森生物技術有限公司
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通路講解 | 細胞自噬輕松入門
發表者:北京博奧森生物      發表時間:2021-5-8


自噬是由細胞應激觸發的一種細胞自我降解和循環利用胞內組分的過程。常見的自噬過程有三種類型:巨自噬、微自噬和分子伴侶介導的自噬。盡管形態不同,這三個過程最終都是將自噬體運送到溶酶體進行降解和回收,在預防疾病,如癌癥、神經退化、心肌病、糖尿病、肝臟疾病、自身免疫性疾病和感染中起到重要作用。


自噬的基本機制

巨自噬過程

巨自噬(Macroautophagy) 是細胞清除受損細胞器和無用蛋白的主要途徑。在這一過程中,細胞接受自噬誘導信號后,在細胞質中首先形成一個個小的類似雙層脂質體的吞噬泡(phagophore),然后吞噬泡不斷延伸,并將受損細胞器、蛋白質聚集體和核糖體包裹起來,形成自噬體(autophagosome)。自噬體在細胞質中被轉運至溶酶體并最終與溶酶體融合,在溶酶體的酸性環境中,自噬體里的物質被各種酶降解。溶酶體通透性和轉運蛋白將氨基酸和其他降解副產物輸出回細胞質,重新用于構建大分子和新陳代謝。因此,自噬可以被認為是一個細胞“回收工廠”,它還可以通過生成ATP來提高能源效率,并通過去除不起作用的蛋白質和細胞器來調節控制損害。


自噬在分子水平上的調節可以分為五個階段





1.吞噬泡的形成

在酵母中,吞噬泡的形成需要Atg1和Atg13形成復合體,而這一復合體的形成受能量感受蛋白TOR激酶調控。當細胞饑餓或缺氧時,TOR激酶失去活性,未被磷酸化的Atg13和Atg1形成復合體,該復合體促使吞噬泡形成和擴展。在哺乳動物中,Ulk-1或Ulk-2取代Atg1的功能。一個調控吞噬泡形成的通路是Beclin-1/Vps34通路。一些上游的分子信號(如Bcl-2)通過調控Beclin-1的活性,控制Beclin-1和Vps34結合。Vps34是一種PI-3激酶,被激活后產生PI3P,而PI3P對吞噬泡的延伸和招募其他組建吞噬泡的蛋白非常重要。

2.Atg5-Atg12結合,與Atg16L相互作用并在吞噬泡表面形成多聚體

Atg12首先被Atg7活化,然后轉移至Atg10,被Atg10活化后的Atg12與Atg5結合,并招募Atg16L,形成一個Atg5-Atg12-Atg16L三分子復合體。由于Atg5-Atg12-Atg16L復合體的形成不依賴自噬活化信號,且自噬體形成后該復合體解離并從膜表面脫落,一般很少用Atg5-Atg12作為自噬的標志物。

3.LC3活化并插入吞噬泡膜

LC3(在酵母中為Atg8)平時以全長形式廣泛分布于細胞質中。當自噬信號出現時,LC3的C端氨基酸先被Atg4移除,然后被Atg7活化,成為LC3-I。在Atg3的介導下,LC3-I最終在Atg5-Atg12-Atg16L復合物催化下,連接上一個磷脂酰乙醇胺分子,使其可以插入吞噬泡膜中,成為鉚定的LC3-II。熒光標識的LC3已被廣泛用作自噬小體形成的生物標記。在哺乳動物中,LC3有三種亞型(LC3A, LC3B, LC3C),但只有LC3B-II與吞噬泡增加有關,故而宜使用anti-LC3B抗體標記LC3,只需測定LC3-II的表達即可反映自噬活躍程度。

4.吞噬泡隨機或選擇性地捕獲待降解目標

LC3活化后,吞噬泡向內彎曲并包圍待降解物。細胞在饑餓等信號刺激下隨機回收一部分蛋白來提供能量。正常細胞對受損細胞器和錯誤折疊的蛋白選擇性自噬并降解。當細胞器受損時,待降解物表面生成可以與LC3B-II結合的配體分子,從而引導吞噬泡選擇性包裹該物體,形成自噬體。

5.自噬體與溶酶體融合,并被溶酶體降解

最后,自噬體借助微管等細胞骨架移動至溶酶體,并與溶酶體融合。這一過程受到許多蛋白的調控。溶酶體中的酶隨后將自噬體內容物降解。


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產品示例:













精品抗體
靶標名稱 產品編號 文獻引用次數
Bcl-2 bs-0032R 81
mTOR bs-1992R 25
HMGB1 bs-0664R 18
SQSTM1/p62 bs-2951R 18
Bcl-2 bs-4563R 16
Beclin 1 bs-1353R 16
PERK bs-2469R 15
JNK1+JNK2+JNK3 bs-2592R 14
EIF2S1 bs-3613R 8
Bcl-2 bsm-33047M 6
LAMP2 bs-2379R 6
LKB1 bs-3948R 6
TAK1 bs-3585R 6
PTEN bs-0748R 5
AMPK alpha 2 bs-2771R 4
AKT bsm-33278M 3
Bcl-2 bs-20351R 3
PTEN bs-0686R 3
JNK1+JNK3 bs-0501R 3
AKT bsm-33282M 1
Bcl-2 bs-33411R 1
Bcl-2 bs-34012R 1
BNIP3 bs-4239R 1
CXCR4 bs-20317R 1
HMGB1 bs-20633R 1
ATG13 bs-22897R ——
Bad bsm-52020R ——
Bcl-2 bsm-33411M ——
Bcl-2 bsm-52304R ——
Bcl-XL bsm-52024R ——
Beclin 1 bs-55024R ——
Beclin 1 bsm-33323M ——
CXCR4 bs-34019R ——
HMGB1 bs-24464R ——
HMGB1 bs-24465R ——
HMGB1 bs-34022R ——
LC3 bs-24359R ——
mTOR bsm-54471R ——
PTEN bsm-33319M ——
PTEN bsm-33320M ——
PTEN bsm-52369R ——
SQSTM1/p62 bs-55207R ——
JNK1+JNK3 bs-20759R ——

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