Микроавтофагия - Microautophagy

Микроавтофагия одна из трех распространенных форм аутофагический путь, но в отличие от макроавтофагия и шаперон-опосредованная аутофагия, это опосредовано - в млекопитающие к лизосомный действие или в растения и грибы к вакуолярный действие - путем прямого охвата цитоплазматический груз. Цитоплазматический материал захватывается лизосомой / вакуолью в результате случайного процесса мембрана инвагинация.

Микроаутофагический путь особенно важен для выживания клетки в условиях голода, азот депривации или после лечения рапамицин. Как правило, это неселективный процесс, есть три особых случая селективного микроаутофагического пути: микропексофагия, фрагментарная микроаутофагия ядра и микромитофагия, которые активируются только при определенных условиях.[1]

Функции микроаутофагии

Микроаутофагия вместе с макроавтофагия необходим для повторного использования питательных веществ при голодании. Микроаутофагия из-за деградации липиды включены в пузырьки регулирует состав лизосомный /вакуолярный мембрана.[1] Микроаутофагический путь также функционирует как один из механизмов гликоген доставка в лизосомы.[2] Этот аутофагический путь охватывает мультивезикулярные тела сформирован после эндоцитоз поэтому он играет роль в мембранные белки оборот.[3] Микроаутофагия также связана с органеллар поддержание размера, состав биологические мембраны, выживаемость клеток при ограничении азота и путь перехода от остановки роста, вызванной голоданием, к логарифмическому росту.[1]

Неселективная микроаутофагия

Неселективный микроаутофагический процесс можно разделить на 5 отдельных этапов. Большинство экспериментов проводилось на дрожжи (вакуолярные инвагинации), но молекулярные принципы кажутся более общими [1]

Инвагинация мембраны и образование аутофагических трубок

Инвагинация является конституирующим процессом, но его частота резко возрастает в периоды голодания. Инвагинация - это трубчатый процесс, посредством которого формируется аутофагический трубка.[4]

Формирование аутофагический трубок опосредуется через Atg7-зависимые убиквитин -подобная конъюгация (Ublc) или через шаперон вакуолярного транспортера (VTC ) молекулярный комплекс, который действует через кальмодулин -зависимая манера. Кальмодулин участвует в формировании трубки. кальций независимый процесс.[5][6]

Образование пузырьков

Механизм образования пузырьков основан на механизме латеральной сортировки. Изменен состав мембрана молекулы (липид обогащение аутофагических трубок за счет удаления трансмембранные белки ) приводит к спонтанному везикул образование по механизму разделения фаз.[4]

Процесс образования микроаутофагических пузырьков аналогичен мультивезикулярные тела процесс формирования [7]

Расширение и расслоение пузырьков

Увеличение пузырьков опосредуется связыванием ферменты внутри незамкнутого пузырька. По сути, этот процесс обратный эндоцитоз. Процесс следует путем проникновения пузырька в просвет лизосомы / вакуоля. Этот процесс не зависит от SNARE белки.[8]

Разложение и переработка везикул

Везикула свободно перемещается в просвете и со временем разрушается гидролазы (эк. Atg15p). Затем Atg22p высвобождает питательные вещества.[1]

Селективная микроаутофагия

Процесс неселективной микроаутофагии наблюдается при всех типах эукариотические клетки. С другой стороны, избирательная микроаутофагия обычно наблюдается у дрожжи Можно выделить три типа селективной микроаутофагии селективной микроаутофагии: микропексофагия, частичная микроаутофагия ядра и микромитофагия. [1][9]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Ли, WW; Ли, Дж; Бао, JK (апрель 2012 г.). «Микроаутофагия: малоизвестное самопоедание». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 69 (7): 1125–36. Дои:10.1007 / s00018-011-0865-5. PMID  22080117. S2CID  16160373.
  2. ^ Такикита, S; Myerowitz, R; Заал, К; Raben, N; Plotz, PH (апрель 2009 г.). «Модели мышечных мышечных клеток для болезни Помпе и их использование в изучении терапевтических подходов». Молекулярная генетика и метаболизм. 96 (4): 208–17. Дои:10.1016 / j.ymgme.2008.12.012. ЧВК  2680079. PMID  19167256.
  3. ^ Саксена, S; Emr, SD (февраль 2009 г.). «ЭСКРТ и болезни человека». Сделки Биохимического Общества. 37 (Pt 1): 167–72. Дои:10.1042 / BST0370167. PMID  19143624.
  4. ^ а б Мюллер, О; Sattler, T; Flötenmeyer, M; Schwarz, H; Платтнер, H; Майер, А (30 октября 2000 г.). «Аутофагические трубки: инвагинации вакуолей, участвующие в сортировке латеральной мембраны и обратном зачатке пузырьков». Журнал клеточной биологии. 151 (3): 519–28. Дои:10.1083 / jcb.151.3.519. ЧВК  2185586. PMID  11062254.
  5. ^ Doelling, JH; Уокер, JM; Фридман, EM; Томпсон, АР; Виерстра, Р. Д. (6 сентября 2002 г.). «Фермент, активирующий APG8 / 12, APG7 необходим для правильной рециркуляции питательных веществ и старения Arabidopsis thaliana». Журнал биологической химии. 277 (36): 33105–14. Дои:10.1074 / jbc.M204630200. PMID  12070171.
  6. ^ Уттенвейлер, А; Schwarz, H; Майер, А (30 сентября 2005 г.). «Инвагинация микроаутофагической вакуоли требует кальмодулина в Ca2 + -независимой функции». Журнал биологической химии. 280 (39): 33289–97. Дои:10.1074 / jbc.M506086200. PMID  16055436.
  7. ^ Саттлер, Т; Майер, А (30 октября 2000 г.). «Бесклеточное восстановление инвагинации микроаутофагической вакуоли и образования пузырьков». Журнал клеточной биологии. 151 (3): 529–38. Дои:10.1083 / jcb.151.3.529. ЧВК  2185593. PMID  11062255.
  8. ^ Тиан, Y; Ли, Z; Ху, Вт; Рен, H; Тиан, Э; Чжао, Y; Лу, Q; Хуанг, X; Ян, П; Ли, Х; Ван, Х; Ковач, А.Л .; Ю, Л; Чжан, Х (11 июня 2010 г.). «Скрининг C. elegans выявляет гены аутофагии, специфичные для многоклеточных организмов». Клетка. 141 (6): 1042–55. Дои:10.1016 / j.cell.2010.04.034. PMID  20550938.
  9. ^ Mijaljica, D; Прескотт, М; Девениш, Р. Дж. (Июль 2011 г.). «Микроаутофагия в клетках млекопитающих: возвращаясь к загадке 40-летней давности». Аутофагия. 7 (7): 673–82. Дои:10.4161 / авто.7.7.14733. PMID  21646866.