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成都wb检测自噬流

来源: 发布时间:2022年05月03日

自噬(Autophagy),即细胞“吃掉自己”的过程,是一种细胞自我降解和循环利用胞内组分的过程。常见的自噬过程有三种类型:巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。在现代的生物学中,“自噬”的概念是由比利时生物化学家克里斯汀·德·迪夫(ChristiandeDuve)在研究溶酶体功能时首先提出的。尽管克里斯汀·德·迪夫因发现和阐明溶酶体的功能获得了诺贝尔生理和医学奖,但是细胞自噬的具体机理是由日本生物学家大隅良典阐明的。大隅良典也因对细胞自噬的研究获得了诺贝尔生理和医学奖。自噬方面,P53通过转录依赖和非依赖机制发挥调节作用。分子伴侣介导的自噬:胞质内蛋白结合到分子伴侣后被转运到溶酶体腔中,然后被溶酶体酶消化。成都wb检测自噬流

在细胞自噬的过程中,其C端暴露的甘氨酸经过一个类似泛素化的过程,以ATG7为E1样jihuo酶(E1-like activating enzyme), 以ATG3为E2样连接酶(E2-like conjugation enzyme),以Atg12-Atg5-Atg16复合物为E3样连接酶(E3-like ligase),在C端甘氨酸上共价连接上磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)而成为LC3B-PE即LC3B II。与胞质定位的LC3B I不同,LC3B II定位于自噬体(autophagosome)的内膜和外膜上。在自噬体与溶酶体融合后,自噬体外膜上的LC3B II被Atg4所酶切,而自噬体内膜上的LC3B II则被溶酶体内的蛋白酶所降解。尽管LC3B II比LC3B I的分子量要大,但由于其极强的疏水性,在SDS-PAGE电泳时,LC3B II比LC3B I迁移得更快,其表观分子量分别为14kD和16kD。成都wb检测自噬流到目前为止伴随使用自噬晚期抑制剂,通过检测LC3B-I/II 转化是自噬流检测的金指标。

吞噬泡随机或选择性地捕获待降解目标:LC3活化后,吞噬泡向内弯曲并包围待降解物。这个过程可以是非选择性的,即细胞在饥饿等信号刺激下随机回收一部分蛋白来提供能量。但越来越多的证据表明,正常细胞也可以对受损细胞器和错误折叠的蛋白选择性自噬并降解,以维持细胞内部的健康。当细胞器受损时,待降解物表面生成可以与LC3B-II结合的配体分子,从而引导吞噬泡选择性包裹该物体,形成自噬体。自噬体与溶酶体融合,并由溶酶体降解其中的物质:结尾,自噬体借助微管等细胞骨架移动至溶酶体,并与溶酶体融合。这一过程亦受到许多蛋白的调控。溶酶体中的酶随后将自噬体内容物降解。

在正常情况或短时间的饥饿状态下,细胞内的蛋白质主要通过泛素化蛋白酶系统降解为氨基酸。但数小时以上的饥饿后,自噬被活化并将蛋白质降解为氨基酸。关于这些氨基酸的用途,主要有三种途径:自噬的另一大功能是清理细胞内受损的细胞器或错误折叠的蛋白质。有时候自噬也会清理一些多余的细胞器(如过氧化物酶体)。自噬在清理垃圾方面的功能使自噬成为许多疾病的潜在调整靶点。已经有研究表明,自噬被阻止会导致不正常的蛋白质和细胞器在肝脏、神经细胞和肌肉细胞中累积。例如,在阿尔茨海默症中,可以观察到大量的自噬体,这可能与该疾病中累积的淀粉样蛋白变性有关。而在一些神经退行性变(如帕金森症、亨廷顿氏舞蹈症)的动物模型中,用TOR激酶阻止剂来模拟饥饿信号以增强自噬,可以减少致病的α-突触核的蛋白积累,并延缓症状出现。在一些病变发生的早期,促进自噬可能是一条可行的抗病变途径。

由于大隅良典和紧随他步伐的研究者的工作,我们现在知道细胞自噬控制着许多重要的生理功能,涉及到细胞部件的降解和回收利用。细胞自噬能快速提供燃料供应能量,或者提供材料来更新细胞部件,因此在细胞面对饥饿和其它种类的应激时,它发挥着不可或缺的作用。在遭受沾染之后,细胞自噬能消灭入侵的细胞内细菌活病毒。自噬对胚胎发育和细胞分化也有贡献。细胞还能利用自噬来消灭受损的蛋白质和细胞器,这个质检过程对于抵抗人类的衰老带来的负面影响有举足轻重的意义。微自噬在运输胞内物质、维持胞内稳态以及增强细胞对饥饿的耐受能力方面有许多功能。成都wb检测自噬流

在自噬过程中,体内老的细胞膜,细胞器及其他细胞碎片会被移除,换成新的部件。成都wb检测自噬流

通常情况下,除了研究自噬现象本身,大家更多的是将自噬与各种生命活动或者疾病结合起来,把自噬作为这些方向的一个机制来研究。通常的研究模式:1)证明自噬参与了相关研究表型(电镜、LC3II/I-WB、LC3亚细胞定位、LC3荧光示踪监测自噬流等)2)证明自噬在表型中起到关键作用(通过自噬抑制剂、激动剂进行关联研究)3)找到表型与自噬桥梁分子(检测pI3K通路、Beclin-1、ATG家族各成员)4)在基因层面通过gainof/lostoffunction研究桥梁分子在自噬中的作用。成都wb检测自噬流

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