Mikroautofagie - Microautophagy

Mikroautofagie je jednou ze tří běžných forem autofagická cesta, ale na rozdíl od makroautofagie a autofagie zprostředkovaná chaperonem, je zprostředkován - v savci podle lysozomální akce nebo v rostliny a houby podle vakuolární akce - přímým pohlcením cytoplazmatický náklad. Cytoplazmatický materiál je zachycen v lyzozomu / vakuole náhodným procesem membrána invaginace.

Mikroautofagická cesta je zvláště důležitá pro přežití buňky v podmínkách hladovění, dusík deprivace nebo po léčbě rapamycin. Obecně jde o neselektivní proces, existují tři speciální případy selektivní mikroautofagické dráhy: mikropexofagie, postupná mikroautofagie jádra a mikromitofagie, které jsou aktivovány pouze za určitých podmínek.[1]

Funkce mikroautofágie

Mikroautofagie společně s makroautofagie je nezbytný pro recyklaci živin pod hladem. Mikroautofagie v důsledku degradace lipidy začleněna do vezikuly reguluje složení lysozomální /vakuolární membrána.[1] Mikroautofagická cesta funguje také jako jeden z mechanismů glykogen dodávka do lysozomy.[2] Tato autofagická cesta pohlcuje multivesikulární tělesa vytvořen po endocytóza proto hraje roli v membránové proteiny obrat.[3] Mikroautofagie je také spojena s organelární údržba velikosti, složení biologické membrány, přežití buněk pod omezením dusíkem a přechodová cesta od zastavení růstu vyvolaného hladem k logaritmickému růstu.[1]

Neselektivní mikroautofagie

Neselektivní mikroautofagický proces lze rozdělit do 5 odlišných kroků. Většina experimentů byla provedena na droždí (vakuolární invaginace), ale molekulární principy se zdají být obecnější [1]

Membránová invaginace a tvorba autofagických trubiček

Invaginace je konstitutivní proces, ale jeho frekvence se dramaticky zvyšuje během období hladovění. Invagination je a trubkovitý proces, kterým se tvoří autofagický trubka.[4]

Formace autofagický zkumavky je zprostředkována prostřednictvím Atg7 závislých ubikvitin -jako konjugace (Ublc) nebo vakuolárním transportérem chaperon (VTC ) molekulární komplex, který působí skrz klimodulin -závislým způsobem. Podíl kalmodulinu na tvorbě tuby je vápník nezávislý proces.[5][6]

Tvorba vezikul

Mechanismus tvorby vezikul je založen na mechanismu laterálního třídění. Změněné složení membrána molekuly (lipid obohacení v autofagických zkumavkách v důsledku odstranění transmembránové proteiny ) vede spontánně váček tvorba pomocí mechanismu fázové separace.[4]

Proces tvorby mikroautofagických vezikul je podobný multivesikulární tělesa proces formování [7]

Expanze a štěpení vezikul

Zvětšení váčku je zprostředkováno vazbou enzymy uvnitř neuzavřeného váčku. V zásadě je tento proces obrácen k endocytóza. Následuje proces puchýřku do lysozomálního / vakuolárního lumenu. Tento proces je nezávislý na SNARE bílkoviny.[8]

Degradace a recyklace vezikul

Vezikuly se volně pohybují v lumen a během doby se degradují hydrolázy (ec. Atg15p). Atg22p poté uvolňuje živiny.[1]

Selektivní mikroautofagie

Proces neselektivní mikroautofagie lze pozorovat u všech typů eukaryotické buňky. Na druhé straně je u selektivně mikroautofagie běžně pozorována droždí buňky. Je možné rozlišovat tři typy selektivní mikroautofagie: selektivní mikroautofagie: mikropexofagie, postupná mikroautofagie jádra a mikromitofagie [1][9]

Reference

  1. ^ A b C d E F Li, WW; Li, J; Bao, JK (duben 2012). „Microautophagy: lesser-known self-eating“. Buněčné a molekulární biologické vědy. 69 (7): 1125–36. doi:10.1007 / s00018-011-0865-5. PMID  22080117. S2CID  16160373.
  2. ^ Takikita, S; Myerowitz, R; Zaal, K; Raben, N; Plotz, PH (duben 2009). „Modely myších svalových buněk pro Pompeho chorobu a jejich využití při studiu terapeutických přístupů“. Molekulární genetika a metabolismus. 96 (4): 208–17. doi:10.1016 / j.ymgme.2008.12.012. PMC  2680079. PMID  19167256.
  3. ^ Saksena, S; Emr, SD (únor 2009). "ESCRT a lidská nemoc". Transakce biochemické společnosti. 37 (Pt 1): 167–72. doi:10.1042 / BST0370167. PMID  19143624.
  4. ^ A b Müller, O; Sattler, T; Flötenmeyer, M; Schwarz, H; Plattner, H; Mayer, A (30. října 2000). „Autofagické trubice: vakuolární invaginace podílející se na bočním třídění membrán a inverzní puzení váčků“. The Journal of Cell Biology. 151 (3): 519–28. doi:10.1083 / jcb.151.3.519. PMC  2185586. PMID  11062254.
  5. ^ Doelling, JH; Walker, JM; Friedman, EM; Thompson, AR; Vierstra, RD (6. září 2002). „Enzym APG8 / 12 aktivující APG7 je nezbytný pro správnou recyklaci živin a stárnutí u Arabidopsis thaliana“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (36): 33105–14. doi:10,1074 / jbc.M204630200. PMID  12070171.
  6. ^ Uttenweiler, A; Schwarz, H; Mayer, A (30. září 2005). „Mikroautofagická vakuolová invaginace vyžaduje kalmodulin ve funkci nezávislé na Ca2 +“. The Journal of Biological Chemistry. 280 (39): 33289–97. doi:10,1074 / jbc.M506086200. PMID  16055436.
  7. ^ Sattler, T; Mayer, A (30. října 2000). "Bezbuněčná rekonstituce mikroautofagické invaginace vakuoly a tvorba vezikul". The Journal of Cell Biology. 151 (3): 529–38. doi:10.1083 / jcb.151.3.529. PMC  2185593. PMID  11062255.
  8. ^ 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. června 2010). „Obrazovka C. elegans identifikuje autofagické geny specifické pro mnohobuněčné organismy“. Buňka. 141 (6): 1042–55. doi:10.1016 / j.cell.2010.04.034. PMID  20550938.
  9. ^ Mijaljica, D; Prescott, M; Devenish, RJ (červenec 2011). „Mikroautofagie v buňkách savců: přehodnocení 40letého hlavolamu“. Autofagie. 7 (7): 673–82. doi:10,4161 / auto.7.7.14733. PMID  21646866.