Аутофагосома представляет собой сферическую структуру с двойным слоем мембран. Это ключевая структура в макроаутофагии , системе внутриклеточной деградации цитоплазматического содержимого (например, аномальных внутриклеточных белков, избыточных или поврежденных органелл, вторгающихся микроорганизмов). После образования аутофагосомы доставляют цитоплазматические компоненты к лизосомам . Наружная мембрана аутофагосомы сливается с лизосомой с образованием автолизосомы . Гидролазы лизосомы разрушают доставляемое аутофагосомами содержимое и его внутреннюю мембрану. [1]
Формирование аутофагосом регулируется генами, которые хорошо законсервированы от дрожжей до высших эукариот. Номенклатура этих генов менялась от бумаги к бумаге, но в последние годы она была упрощена. Семейства генов, ранее известные как APG, AUT, CVT, GSA, PAZ и PDD, теперь объединены в семейство ATG (родственное AuTophaGy). [2]
Размер аутофагосом варьируется у млекопитающих и дрожжей . Аутофагосомы дрожжей имеют размер около 500-900 нм, а аутофагосомы млекопитающих больше (500-1500 нм). В некоторых примерах клеток, таких как эмбриональные стволовые клетки , эмбриональные фибробласты и гепатоциты , аутофагосомы видны с помощью светового микроскопа и могут рассматриваться как кольцевые структуры. [1]
Формирование аутофагосом [ править ]
Начальный этап аутофагосомного образования омегасомы на эндоплазматическом ретикулуме , за которым следует удлинение структур, называемых фагофорами. [3]
Формирование аутофагосом контролируется генами Atg через комплексы Atg12-Atg5 и LC3. Конъюгат Atg12-Atg5 также взаимодействует с Atg16 с образованием более крупных комплексов. Модификация Atg5 с помощью Atg12 необходима для удлинения исходной мембраны. [4]
После образования сферической структуры комплекс ATG12 - ATG5 : ATG16L1 диссоциирует от аутофагосомы. LC3 расщепляется протеазой ATG4 с образованием цитозольного LC3. Расщепление LC3 необходимо для терминального слияния аутофагосомы с ее мембраной-мишенью. LC3 обычно используется в качестве маркера аутофагосом в иммуноцитохимии , поскольку он является важной частью везикулы и остается ассоциированной до последнего момента перед слиянием. Сначала аутофагосомы сливаются с эндосомами или везикулами, происходящими из эндосом. Эти структуры затем называют амфисомами или промежуточными аутофагическими вакуолями. [5] Тем не менее, эти структуры содержат эндоцитические маркер даже небольшие лизосомальные белки , такие как катепсин D .
Этот процесс аналогичен у дрожжей, однако названия генов различаются. Например, LC3 у млекопитающих - это Atg8 у дрожжей, а аутофагосомы образуются из преаутофагосомной структуры (PAS), которая отличается от структур-предшественников в клетках млекопитающих. Преаутофагосомная структура дрожжей описывается как комплекс, локализованный около вакуоли. Однако значение этой локализации неизвестно. Аутофагосомы зрелых дрожжей сливаются непосредственно с вакуолями или лизосомами и не образуют амфисомы, как у млекопитающих. [6]
В созревании аутофагосом дрожжей также участвуют другие известные игроки как Atg1 , Atg13 и Atg17. Atg1 представляет собой киназу, активируемую при индукции аутофагии. Atg13 регулирует Atg1, и вместе они образуют комплекс под названием Atg13: Atg1, который получает сигналы от мастера восприятия питательных веществ - Tor. Atg1 также важен на поздних стадиях формирования аутофагосом. [6]
Функция в нейронах [ править ]
В нейронах аутофагосомы образуются на кончике нейрита и созревают (подкисляются) по мере продвижения к телу клетки вдоль аксона . [7] Этот аксональный транспорт нарушается, если гентингтин или его взаимодействующий партнер HAP1 , которые колокализуются с аутофагосомами в нейронах, истощаются. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ a b Mizushima, N .; Ohsumi Y .; Йошомори Т. (2002). «Формирование аутофагосом в клетках млекопитающих» . Структура и функции клеток . 27 (6): 421–429. DOI : 10,1247 / csf.27.421 . PMID 12576635 .
- ^ Клионский, DJ; Cregg JM; Dunn WAJr; Emr SD; Sakai Y .; Сандовал IV; Сибирский А .; Subramani S .; Thumm M .; Veenhuis M .; Осуми Ю. (2003). «Единая номенклатура генов, связанных с аутофагией дрожжей» (PDF) . Клетка развития . 5 (4): 539–545. DOI : 10.1016 / s1534-5807 (03) 00296-х . PMID 14536056 .
- ^ Круппа AJ, Кендрик-Джонс Дж, Buss F (2016). «Миозины, актин и аутофагия» . Трафик . 17 (8): 878–90. DOI : 10.1111 / tra.12410 . PMC 4957615 . PMID 27146966 .
- ^ Технология сотовой сигнализации. «Сигнализация аутофагии» . Проверено 2007 . Проверить значения даты в:
|access-date=( помощь ) - ^ Liou, W .; Geuze HJ; Geelen MJH; Слот JW (1997). «Аутофагический и эндоцитарный пути сходятся в зарождающихся аутоплазматических вакуолях» . J Cell Biol . 136 (1): 61–70. DOI : 10.1083 / jcb.136.1.61 . PMC 2132457 . PMID 9008703 .
- ^ a b Reggiori, F .; Клионский DJ (2013). «Аутофагический процесс в дрожжах: механизмы, механизмы и регуляция» . Генетика . 194 (2): 341–361. DOI : 10.1534 / genetics.112.149013 . PMC 3664846 . PMID 23733851 .
- ^ Maday, S; Уоллес, KE; Хольцбаур, EL (2012). «Аутофагосомы инициируются дистально и созревают во время транспортировки к клеточной соме в первичных нейронах» . Журнал клеточной биологии . 196 (4): 407–17. DOI : 10,1083 / jcb.201106120 . PMC 3283992 . PMID 22331844 .
- ^ Вонг, YC; Хольцбаур, EL (2014). «Регулирование динамики аутофагосом с помощью хантинтина и HAP1 нарушается экспрессией мутантного хантингтина, что приводит к деградации дефектных грузов» . Журнал неврологии . 34 (4): 1293–305. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.1870-13.2014 . PMC 3898289 . PMID 24453320 .
