自噬信号转导

通路描述
图示

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。