Микроаутофагия
 | Эта статья не содержит достаточного контекста для тех, кто не знаком с предметом . ( Февраль 2014 ) |
Микроаутофагия — одна из трех распространенных форм аутофагического пути , но в отличие от макроаутофагии и аутофагии, опосредованной шаперонами , она опосредована — у млекопитающих лизосомальным действием или у растений и грибов вакуолярным действием — прямым поглощением цитоплазматического груза . Цитоплазматический материал захватывается в лизосоме/вакуоли случайным процессом инвагинации мембраны .
Микроаутофагический путь особенно важен для выживания клеток в условиях голодания, недостатка азота или после лечения рапамицином . Обычно это неселективный процесс, но существуют три особых случая селективного микроаутофагического пути: микропексофагия, частичная микроаутофагия ядра и микромитофагия, все из которых активируются только при определенных условиях. [1]
Функции микроаутофагии
Микроаутофагия вместе с макроаутофагией необходимы для переработки питательных веществ при голодании. Микроаутофагия из-за деградации липидов , включенных в везикулы , регулирует состав лизосомальной / вакуолярной мембраны. [1] Микроаутофагический путь также функционирует как один из механизмов доставки гликогена в лизосомы . [2] Этот аутофагический путь поглощает мультивезикулярные тельца , образованные после эндоцитоза, поэтому он играет роль в обороте мембранных белков . [3] Микроаутофагия также связана с поддержанием размера органелл , составом биологических мембран , выживанием клеток при ограничении азота и переходным путем от остановки роста, вызванной голоданием, к логарифмическому росту. [1]
Неселективная микроаутофагия
Неселективный микроаутофагический процесс можно разделить на 5 отдельных этапов. Большинство экспериментов проводились на дрожжах (вакуолярные инвагинации), но молекулярные принципы, по-видимому, более общие. [1]
Инвагинация мембраны и образование аутофагических трубок
Инвагинация является конститутивным процессом, но ее частота резко увеличивается в периоды голодания. Инвагинация является трубчатым процессом, посредством которого формируется аутофагическая трубка. [4]
Формирование аутофагических трубок опосредовано через Atg7-зависимую убиквитин -подобную конъюгацию (Ublc) или через молекулярный комплекс шаперона вакуолярного транспортера (VTC), который действует через кальмодулин -зависимый способ. Участие кальмодулина в формировании трубок является кальций- независимым процессом. [5] [6]
Образование везикул
Механизм образования везикул основан на механизме латеральной сортировки. Изменение состава молекул мембраны ( обогащение липидами аутофагических трубок за счет удаления трансмембранных белков ) приводит к спонтанному образованию везикул через механизм фазового разделения. [4]
Процесс образования микроаутофагических везикул аналогичен процессу образования мультивезикулярных тел [7]
Расширение и расщепление везикул
Увеличение везикулы опосредовано связыванием ферментов внутри незакрытой везикулы. По сути, этот процесс является обратным эндоцитозу . Процесс следует за пичем [ необходимо разъяснение ] везикулы в лизосомальный/вакуолярный просвет. Этот процесс не зависит от белков SNARE . [8]
Деградация и рециркуляция везикул
Везикула свободно перемещается в просвете и со временем разрушается гидролазами ( например, Atg15p). Питательные вещества затем высвобождаются Atg22p. [1]
Избирательная микроаутофагия
Процесс неселективной микроаутофагии можно наблюдать во всех типах эукариотических клеток . С другой стороны, селективная микроаутофагия обычно наблюдается в дрожжевых клетках. Можно выделить три типа селективной микроаутофагии: микропексофагия, частичная микроаутофагия ядра и микромитофагия [1] [9]
Ссылки
- ^ abcdef Li, WW; Li, J; Bao, JK (апрель 2012 г.). «Микроаутофагия: менее известное самопоедание». Cellular and Molecular Life Sciences . 69 (7): 1125– 36. doi :10.1007/s00018-011-0865-5. PMC 11114512 . PMID 22080117. S2CID 16160373.
- ^ Takikita, S; Myerowitz, R; Zaal, K; Raben, N; Plotz, PH (апрель 2009 г.). «Модели мышечных клеток мышей для болезни Помпе и их использование при изучении терапевтических подходов». Molecular Genetics and Metabolism . 96 (4): 208– 17. doi :10.1016/j.ymgme.2008.12.012. PMC 2680079 . PMID 19167256.
- ^ Saksena, S; Emr, SD (февраль 2009). "ESCRTs и болезни человека". Biochemical Society Transactions . 37 (Pt 1): 167–72 . doi :10.1042/BST0370167. PMID 19143624.
- ^ ab Мюллер, О; Заттлер, Т; Флетенмейер, М; Шварц, Х; Платтнер, Х; Майер, А (30 октября 2000 г.). «Аутофагические трубки: вакуолярные инвагинации, участвующие в латеральной мембранной сортировке и обратном почковании везикул». Журнал клеточной биологии . 151 (3): 519– 28. doi : 10.1083/jcb.151.3.519. PMC 2185586. PMID 11062254 .
- ^ Doelling, JH; Walker, JM; Friedman, EM; Thompson, AR; Vierstra, RD (6 сентября 2002 г.). «APG8/12-активирующий фермент APG7 необходим для правильной переработки питательных веществ и старения Arabidopsis thaliana». Журнал биологической химии . 277 (36): 33105– 14. doi : 10.1074/jbc.M204630200 . PMID 12070171.
- ^ Uttenweiler, A; Schwarz, H; Mayer, A (30 сентября 2005 г.). «Микроаутофагическая инвагинация вакуоли требует кальмодулина в функции, независимой от Ca2+». Журнал биологической химии . 280 (39): 33289– 97. doi : 10.1074/jbc.M506086200 . PMID 16055436.
- ^ Sattler, T; Mayer, A (30 октября 2000 г.). «Бесклеточная реконструкция инвагинации микроаутофагической вакуоли и образования везикул». Журнал клеточной биологии . 151 (3): 529–38 . doi :10.1083/jcb.151.3.529. PMC 2185593. PMID 11062255 .
- ^ Tian, Y; Li, Z; Hu, W; Ren, H; Tian, E; Zhao, Y; Lu, Q; Huang, X; Yang, P; Li, X; Wang, X; Kovács, AL; Yu, L; Zhang, H (11 июня 2010 г.). "Скрининг C. elegans выявляет гены аутофагии, характерные для многоклеточных организмов". Cell . 141 (6): 1042– 55. doi : 10.1016/j.cell.2010.04.034 . PMID 20550938.
- ^ Мийальица, Д.; Прескотт, М.; Девениш, Р.Дж. (июль 2011 г.). «Микроаутофагия в клетках млекопитающих: пересмотр 40-летней загадки». Аутофагия . 7 (7): 673–82 . doi : 10.4161/auto.7.7.14733 . PMID 21646866.
