Аутофагосома - Autophagosome - Wikipedia

An аутофагосома представляет собой сферическую структуру с двухслойными мембранами. Это ключевая структура в макроавтофагия, система внутриклеточной деградации цитоплазматического содержимого (например, аномальные внутриклеточные белки, избыточные или поврежденные органеллы, вторгающиеся микроорганизмы). После образования аутофагосомы доставляют цитоплазматические компоненты к лизосомы. Наружная мембрана аутофагосомы сливается с лизосомой, образуя автолизосома. Гидролазы лизосомы разрушают доставляемое аутофагосомами содержимое и его внутреннюю мембрану.[1]

Образование аутофагосом регулируется генами, которые хорошо законсервированы от дрожжей до высших эукариот. Номенклатура этих генов различалась 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 от млекопитающие и дрожжи. Аутофагосомы дрожжей имеют размер около 500-900 нм, а аутофагосомы млекопитающих больше (500-1500 нм). В некоторых примерах ячеек, например эмбриональные стволовые клетки, эмбриональные фибробласты и гепатоциты, аутофагосомы видны при световой микроскопии и могут рассматриваться как кольцеобразные структуры.[1]

Формирование аутофагосом

Начальный этап формирования аутофагосом омегазом на эндоплазматический ретикулум с последующим удлинением 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 отделяется от аутофагосомы. LC3 раскалывается ATG4 протеаза для генерации цитозольного LC3. Расщепление LC3 необходимо для терминального слияния аутофагосомы с ее мембраной-мишенью. LC3 обычно используется в качестве маркера аутофагосом в иммуноцитохимия, потому что это основная часть пузырька и остается связанным до последнего момента перед слиянием. Сначала аутофагосомы сливаются с эндосомы или везикулы, происходящие из эндосом. Эти структуры затем называют амфисомами или промежуточными аутофагическими вакуолями.[5] Тем не менее, эти структуры содержат эндоцитарные маркеры, даже небольшие лизосомальные белки, такие как катепсин D.

Этот процесс аналогичен у дрожжей, однако названия генов различаются. Например, LC3 у млекопитающих Atg8 в дрожжах и аутофагосомах образуются из преаутофагосомной структуры (PAS), которая отличается от структур-предшественников в клетках млекопитающих. Преаутофагосомная структура у дрожжей описывается как комплекс, локализованный около вакуоли. Однако значение этой локализации неизвестно. Зрелые аутофагосомы дрожжей сливаются непосредственно с вакуолями или лизосомами и не образуют амфисомы, как у млекопитающих.[6]

В созревании аутофагосом дрожжей есть также другие известные участники, 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

В нейроны, аутофагосомы образуются в нейрит кончиках и созревают (подкисляются) по мере продвижения к телу клетки по аксон.[7] Этот аксональный транспорт нарушается, если Хантингтин или его взаимодействующий партнер HAP1, которые колокализуются с аутофагосомами в нейронах, истощены.[8]

Рекомендации

  1. ^ а б Mizushima, N .; Ohsumi Y .; Йошомори Т. (2002). «Формирование аутофагосом в клетках млекопитающих». Структура и функции клеток. 27 (6): 421–429. Дои:10.1247 / csf.27.421. PMID  12576635.
  2. ^ Клионский, Д.Дж .; Cregg J.M .; Данн В.А. Младший; Emr S.D .; Sakai Y .; Сандовал И.В .; Сибирский А .; Subramani S .; Thumm M .; Veenhuis M .; Осуми Ю. (2003). «Единая номенклатура генов дрожжей, связанных с аутофагией» (PDF). Клетка развития. 5 (4): 539–545. Дои:10.1016 / с1534-5807 (03) 00296-х. PMID  14536056.
  3. ^ Круппа А.Дж., Кендрик-Джонс Дж., Басс Ф. (2016). «Миозины, актин и аутофагия». Трафик. 17 (8): 878–90. Дои:10.1111 / tra.12410. ЧВК  4957615. PMID  27146966.
  4. ^ Технология сотовой сигнализации. «Сигнализация аутофагии». Проверено 2007. Проверить значения даты в: | accessdate = (помощь)
  5. ^ Liou, W .; Geuze H.J .; Geelen M.J.H .; Слот J.W. (1997). «Аутофагический и эндоцитарный пути сходятся в зарождающихся аутоплазматических вакуолях». J Cell Biol. 136 (1): 61–70. Дои:10.1083 / jcb.136.1.61. ЧВК  2132457. PMID  9008703.
  6. ^ а б Reggiori, F .; Клионский Д.Дж. (2013). «Аутофагический процесс в дрожжах: механизмы, механизмы и регуляция». Генетика. 194 (2): 341–361. Дои:10.1534 / генетика.112.149013. ЧВК  3664846. PMID  23733851.
  7. ^ Maday, S; Уоллес, К. Э .; Хольцбаур, Э. Л. (2012). «Аутофагосомы инициируются дистально и созревают во время транспортировки к клеточной соме в первичных нейронах». Журнал клеточной биологии. 196 (4): 407–17. Дои:10.1083 / jcb.201106120. ЧВК  3283992. PMID  22331844.
  8. ^ Wong, Y.C .; Хольцбаур, Э. Л. (2014). «Регулирование динамики аутофагосом с помощью хантинтина и HAP1 нарушается экспрессией мутантного хантинтина, что приводит к деградации дефектных грузов». Журнал неврологии. 34 (4): 1293–305. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.1870-13.2014. ЧВК  3898289. PMID  24453320.