自噬
autophagy
定義:細胞去除不必要和異常功能成分的一種自然調節機制。允許細胞成分有序降解和再循環。
學科:生物化學與分子生物學_總論
相關名詞:應激源 細胞器 降解 線粒體
圖片來源:視覺中國
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自從20世紀60年代自噬被發現以來,其過程已經被深入分析,每個步驟背后的分子機制也已經開始被慢慢了解。自噬是細胞受各應激源誘導后經溶酶體依賴性降解途徑,選擇性降解并清除內部老化受損的細胞器及蛋白聚集體,繼而實現更新代謝且保持自身穩定的一種生物學過程。
在自噬過程中,根據降解路徑的不同,自噬被定義為三種類型:巨自噬、微自噬以及分子伴侶介導的自噬。根據降解底物類型的不同,自噬又包括線粒體自噬、脂噬、過氧化物酶體自噬、內質網自噬及核糖體自噬等。
自噬是細胞內部一種受到高度調控的清理機制。首先,當自噬誘導信號被細胞接受后,胞漿某處會形成小膜結構。該膜結構為非球形、扁平狀雙層膜的碗狀結構,并不斷擴張,稱為自噬前體。其次,不斷延伸的自噬前體,將胞漿中的若干成分(包括細胞器)收口包入,成為密閉的球狀自噬體。自噬體通常有兩個特征:雙層膜,內含諸如線粒體、內質網碎片等胞漿成分。最后,自噬體形成后會與溶酶體發生融合,形成自噬溶酶體。其間,溶酶體酶降解自噬體的內膜,使兩者的內含物合為一體,自噬體中的包含物被降解,將產物例如氨基酸、脂肪酸等輸送到胞漿中,重新利用供能,而殘渣則被排出細胞外或滯留于胞漿。
細胞自噬受到各種脅迫信號的誘導,在饑餓狀態下,胞質中可溶性蛋白和部分細胞器被降解成氨基酸等,用于供能和生物合成,這是真核細胞在長期進化過程中形成的一種自我保護機制。另外,細胞自噬能夠清除變性或錯誤折疊的蛋白質、衰老或損傷的細胞器等,這有利于細胞內穩態的維持。近年來大量研究表明,細胞自噬與個體發育、氧化性損傷保護、腫瘤細胞的惡性增殖及神經退行性疾病有關。
(延伸閱讀作者:東北師范大學生命科學學院 崔思思副教授)
責任編輯:張鵬輝