自噬是一个动态细胞循环系统，可降解细胞浆内容物、异常蛋白聚合物以及多余或受损的细胞器，以便氨基酸等基本结构可用于生成新的细胞组分。当要降解的蛋白、细胞器或细胞浆内容物被小部分膜包围时，就会出现自噬，从而产生自噬体。自噬体随后与溶酶体融合，产生一个自噬性溶酶体并导致细胞组分通过溶酶体酶被降解。通常，营养不足的条件会激活自噬，但自噬还与发育、分化、神经退行性疾病、应激、感染、肥胖及癌症等许多生理和病理过程有关。

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。已在酵母中大量发现自噬的分子机制，该机制还受大量自噬相关 (Atg) 基因的调节。丝氨酸/苏氨酸激酶 ULK 与酵母 Atg1 的作用相似，均可在 mTOR 复合体的下游发挥作用。ULK 与 Atg13 和支架蛋白 FIP200 形成一个较大的复合体。III 类磷酸肌醇 3-激酶（III 类 PI3K 或 hVps34）是自噬的一个主要调节分子。III 类 PI3K 结合多种蛋白，包括 p105/Vsp15、Beclin-1、UVRAG、Atg14 和 Rubicon。Rubicon 会抑制 III 类 PI3K 脂质激酶活性，并对抗 Atg14L 的作用，Atg14L 是 III 类 PI3K 活性的一个增强子。Atg 基因通过 Atg12-Atg5 和 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 偶联物随后与 Atg16 发生非共价相互作用，从而形成一个大复合体。第二个复合体 LC3/Atg8 在其羧基末端被 Atg4 蛋白酶裂解活化，进而产生胞质 LC3-I。在一个需要 Atg7 和 Atg3（分别为 E1 和 E2 样酶）的泛素样反应中，LC3-I 偶联磷脂酰乙醇胺 (PE)。脂质化形式的 LC3，也称作 LC3-II，附着到自噬体的膜上。Sequestosome 1 (SQSTM1, p62) 是一种结合 LC3/Atg8 的泛素结合蛋白，可将含 SQSTM1 的蛋白聚合物运至自噬体进行降解，从而促进自噬。