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《自噬过程的晚期阶段》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国细胞生物学学报ChineseJournalofCellBiology2011,33(1):1−7http://www.cjcb.org特约综述我们实验室主要利用酵母和哺乳动物细胞研究自吞噬在细胞及分子水平上的调控机制,主要关注细胞代谢同自吞噬的相互作用,自噬过程晚期阶段的调控机制,以及自吞噬在细胞器生成过程中的作用。http://life.tsinghua.edu.cn/faculty/faculty/336.html自噬过程的晚期阶段杜万清 俞 立*(清华大学生命科学学院,北京100084)摘要自噬是高度保守的细胞内降解途径。在此过程中,部分细胞
2、质和细胞器被双层膜的囊泡包裹形成自噬体,随后与溶酶体融合并降解被吞噬的物质。降解产物被释放到细胞质中重新用于必需的物质和能量合成。本文主要关注自噬的晚期阶段,即从自噬体合成结束到溶酶体再生过程。通过对这一过程相关基因及蛋白产物的研究,初步揭示了此过程的分子机制。关键词自噬;晚期阶段;融合自噬(autophagy)是细胞内一种溶酶体依赖性的释放到细胞质中供给所需的物质和能量的合成[8]。降解途径[1]。在真核细胞中,自吞噬通常被划分为三通过对酵母基因的研究发现,主要有约30种自噬相类:巨自噬(macroautophagy)、微自噬(microaut-关基
3、因参与了此过程,它们分别在自噬过程的不同阶ophagy)、分子伴侣介导的自噬(chaperone-mediated段起作用。目前的研究主要集中于自噬诱导及自噬autophagy)[2,3]。在本文中所涉及到的自噬是巨自噬,体形成的分子机制。这个过程受一套自噬基因控制,在之后的叙述中将其统称为自噬。自噬是进化上非其相关基因产物构成了自噬体合成的核心机器,主要常保守的细胞内降解过程,主要用于细胞内物质的更为:Atg1激酶复合物(Atg1、Atg13、Atg17、Atg29、新以及促进细胞在营养缺陷下的存活。同时,它也Atg31)、PI(3)K复合物(Vps
4、34、Vps15、Atg6、Atg14、在免疫防御、细胞程序化死亡、肿瘤抑制等方面发Atg2、Atg9和Atg18)以及两个泛素类蛋白系统挥了重要作用[4~6]。在过去的十年中,自噬相关基因(Atg8、Atg12、Atg7、Atg10、Atg5、Atg16、及其产物的发现促进了对这一过程的理解,为进一步Atg3和Atg4)[9]。到目前为止,大量的研究较好地阐描述自噬的分子机制及功能奠定了基础。释了这一过程。自噬的机制是一个有趣的细胞生物学问题。在然而相对于早期阶段,对自噬晚期过程的理解知真核细胞中,自噬通常发生于较低的水平,但在饥饿之甚少。本篇综述主
5、要关注自噬的晚期阶段,并初等条件下自噬作用显著增强。如图1所示,首先双步揭示其分子机制。在这里,我们将这一过程主要层膜片非选择性地沿部分细胞质延伸并形成一个封分为四个部分:1)自噬体的成熟;2)自噬体与溶酶体/闭的囊泡——自噬体(autophagosome)[7]。随后,自液泡的融合;3)物质的降解过程;4)降解产物的释放噬体与溶酶体(在酵母细胞中为酸性囊泡)融合形成自噬溶酶体。细胞质在溶酶体内部酸性水解酶的作用*通讯作者。Tel:010-62792880,E-mail:liyulab@mail.tsinghua.下发生降解,降解形成的氨基酸及脂类等产
6、物被重新edu.cn2·特约综述·图1 自噬的细胞生物学过程Fig.1Theprocessofautophagy以及溶酶体的再生。蛋白的撤回中发挥了重要作用。在哺乳动物细胞中,自噬体与溶酶体的融合是一1自噬体的成熟个复杂的过程。在融合之前,自噬体还需与早期/晚如上所述,自噬体的合成需要多种Atg蛋白的参期的内吞体融合从而成为成熟的自噬体。这一过程与,一旦自噬体合成完毕,大部分Atg蛋白在与溶酶使自噬体能够获得同溶酶体融合所需要的分子。Nara等[12]研究发现,内吞体运输调控因子(SKD1体/液泡融合前即从自噬体膜泡上脱落,但位于内层膜上的LC3(在哺
7、乳动物细胞中Atg8的同源物)仍滞ATPase)突变体的过量表达抑制了内吞体向自噬体的留在膜上。LC3在自噬过程中负责自噬体膜的延转运,从而抑制了自噬体同溶酶体间的融合。伸。Atg8在自噬体内外膜上均有一定分布,但在自噬体形成后外层膜上Atg8即被Atg4蛋白酶切除。研2自噬体与溶酶体/液泡的融合究表明,在自噬体合成前位于外膜上的这些Atg蛋白在形成封闭的双层膜泡后,自噬体即被运送至液可能还存在额外的作用。Yang等[10]的研究发现,泡/溶酶体处参与后期的融合过程。自噬体与溶酶Atg12-Atg5-Atg16复合物在融合前附着在自噬体外侧体/液泡的融
8、合可分为三个过程:1)细胞器靠近;2)细细胞膜上可能起到衣被作用,阻止了自噬体合成前与胞器之间
