原创 [Autophagy]

自噬信号通路

• · 自噬，实际上就是细胞自己吃掉自己，废物再利用的代谢过程；

• · 在正常情况下，自噬维持细胞内稳态；

• · 在外界压力、饥饿、缺氧和内质网应激等特殊情况下，自噬则是一种自我生存机制；

• · 自噬机制的受损与肿瘤、神经退行性疾病、代谢相关疾病、免疫性疾病等）发病过程密切相关。

解析信号通路

按图索骥，找找看，让大隅良典教授获得诺奖的Atg13蛋白靶点在信号通路中吗？

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接下来，让我们深入浅出，5分钟看懂这个信号通路。

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mTOR 激酶是自体吞噬诱导过程中关键的分子，激活mTOR的通路如Akt和MAPK信号通路抑制自体吞噬，负调控mTOR的通路如AMPK和p53信号通路促进自体吞噬。

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ULK是自噬关键核心蛋白中唯一一个具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的蛋白。在自噬溶酶体组装前自噬信号是通过由ULK1或ULK2、FIP200和mATG13组成的ULK复合物的活化介导的。ULK1复合物在体内是连接上游营养或能量感受器mTOR和 AMPK与下游自噬体形成的桥梁。磷酸化的ULK1一直以来都被认为是自噬的一个关键调控因子，目前发现AMPK和mTOR这两个激酶可催化ULK1的磷酸化，这在自噬中起着十分重要的作用。在饥饿条件下AMPK活化，mTOR失活，活化的AMPK催化ULK1第317、467、555、574、637和777位丝氨酸发生磷酸化从而促进自噬。在营养充足的情况下AMPK失活，mTOR可与ULK1第757位丝氨酸结合抑制ULK1-AMPK的相互作用，导致ULK1的失活，最终关闭自噬信号。

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III级PI3K复合体，包括了hVps34，Beclin-1 (酵母Atg6的哺乳动物同源物)，p150 (酵母Vps15的哺乳动物同源物)和Atg14-like 蛋白(Atg14L 或 Barkor) 或抗紫外线照射相关基因 (UVRAG)，都是自体吞噬诱导所需要的。

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Atg基因通过Atg12-Atg5 和 LC3-II (Atg8-II) 复合物控制自噬体的形成.

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Atg12以需要Atg7和Atg10(分别为E1 和 E2样酶)的泛素样反应与Atg5偶联。然后，Atg12–Atg5连接物与Atg16非共价反应形成更大的复合物。

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LC3/Atg8的C端被Atg4蛋白酶酶切后生成细胞质LC3-I。LC3-I 与磷脂酰乙醇胺(PE)也以泛素样反应的方式连接，这个反应需要Atg7 和 Atg3 (分别为E1 和 E2样酶). LC3的脂质形式，即LC3-II，吸附在自噬体膜上。

凋亡和自噬之间同时有正的和负的联系，两个过程间存在广泛信号“交谈”。当营养缺乏时，自噬具有促细胞生存的功能，但是过多的自噬会导致自噬性细胞死亡，这是在形态上和凋亡不同的过程。

一些促凋亡信号,如 TNF, TRAIL和FADD,同样诱导自噬。另外Bcl-2能抑制Beclin-1依赖的自噬，所以它既具有促生存的功能又具有抑制自噬的功能。

参考文献：

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We would like to thank Prof. Bingren Hu, University of Maryland School of Medicine, Baltimore, MD, for reviewing this diagram.