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自噬信号转导

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自噬信号转导

通路描述:

巨自噬,通常也称作自噬,是一种催化过程,导致细胞浆主要内容物的自噬性溶酶体降解、异常蛋白聚集和细胞器过剩或受损。营养不足的状态通常会激活自噬,但自噬也与许多生理和病理过程有关,比如发育、分化、神经退行性疾病、应激、感染以及癌症。mTOR 激酶是诱导自噬的重要调节分子,激活的 mTOR(Akt 和 MAPK 信号转导)可抑制自噬,而 mTOR(AMPK 和 p53 信号转导)的负性调节则促进自噬。e三种相关的丝氨酸/苏氨酸激酶,UNC-51-激酶-1、-2 和 -3 (ULK1、ULK2、UKL3),与酵母 Atg1 具有同样的作用,可作为 mTOR 复合体的下游。ULK1、 ULK2 与一种自噬相关 (Atg) 基因产物 (mAtg13) 的哺乳动物同源体,以及骨架蛋白 FIP200(与酵母 Atg17 直接同源)共同形成一个较大的复合体。III 级 PI3K 复合体,包含 hVps34、 Beclin-1(酵母 Atg6 的一种哺乳动物同源体)、p150(酵母 Vps15 的一种哺乳动物同源体)以及 Atg14 样蛋白 (Atg14L 或 Barkor) 或抗紫外辐射相关基因 (UVRAG),为诱导自噬所必须。Atg 基因通过 Atg12-Atg5 以及 LC3-II (Atg8-II) 复合体,控制自噬体的形成。Atg12 通过一个需要 Atg7 和 Atg10(分别对应 E1 和 E2 样酶)参与的泛素样反应,结合到 Atg5。Atg12-Atg5 接合后,与 Atg16 通过非共价相互作用形成一个大复合体。LC3/Atg8 被 Atg4 蛋白酶在羧基端剪切后产生胞质 LC3-I。LC3-I 也是通过一个需要 Atg7 和 Atg3(分别对应 E1 和 E2 样酶)参与的泛素样反应,结合到磷脂酰乙醇胺 (PE)。脂质化形式的 LC3,也称作 LC3-II,附着到自噬体的膜上。自噬与凋亡可以正向也可以负向连接,两种过程之间存在大量的交互作用。营养缺乏时,自噬功能可看作促生存的机制;然而,过度自噬可导致细胞死亡,这与凋亡的形态不一样。几种促凋亡信号,如 TNF、TRAIL 和 FADD 也可以诱导自噬。另外,Bcl-2 抑制 Beclin-1依赖性自噬,因此同时具备促生存和抗自噬调节分子的功能。

线粒体自噬是一种选择性自噬过程,可特异性地从细胞移除受损或不需要的线粒体部分。PINK 蛋白在健康状态下通过 PARL 的作用持续降解,而在线粒体损伤时,PINK 稳定并招募 E3 连接酶 Parkin ,以启动自噬。线粒体膜蛋白通过 Parkin 的多聚泛素化作用导致自噬连接蛋白 SQSTM1/p62、NBR1 和 Ambra1 聚集,并通过 LC3-作用区域 (LIR) 结合到 LC3上。另外,BNIP3 和 BNIP3L/NIX 也含有 LIRs,可通过非泛素化机制直接聚集自噬机制因素,从而在某些细胞类型中诱导自噬体的形成。

主要文献:

感谢来自马里兰州巴尔的摩马里兰大学医学院的 Bingren Hu 教授审核此图。

创建于 2007 年 9 月

修订于 2016 年 9 月

乙酰化酶
乙酰化酶
代谢酶
代谢酶
接头蛋白
接头蛋白
甲基转移酶或 G 蛋白
甲基转移酶或 G 蛋白
接头蛋白
凋亡/自噬调节分子
磷酸酶
磷酸酶
细胞周期调节分子
细胞周期调节分子
蛋白复合体
蛋白复合体
脱乙酰酶或细胞骨架蛋白
脱乙酰酶或细胞骨架蛋白
泛素/SUMO 连接酶或去泛素化酶
泛素/SUMO 连接酶或去泛素化酶
生长因子/细胞因子/发育蛋白
生长因子/细胞因子/发育蛋白
转录因子或翻译因子
转录因子或翻译因子
GTP 酶/GAP/GEF
GTP 酶/GAP/GEF
受体
受体
激酶
激酶
其他
其他
 
直接过程
直接过程
暂定过程
暂定过程
易位过程
易位过程
刺激性修饰
刺激性修饰
抑制性修饰
抑制性修饰
转录修饰
转录修饰
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