《酵母中細(xì)胞自噬的研究進(jìn)展》

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1、中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報ChineseJournalofCellBiology2010,32(6):829-839http://www.cjcb.org特約綜述我們的研究主要是以酵母為模式生物,利用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)方法尋找作用于自噬體形成過程的新基因,進(jìn)一步揭示自噬體形成的分子機(jī)理,理清上游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)對細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)作用。http://medical.nankai.edu.cn/chinese/department/molecular/xiezhiping.asp酵母中細(xì)胞自噬的研究進(jìn)展王海燕1　倪濤2　謝志平1*(1南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院,天

2、津300071;2南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,天津300071)摘要　　細(xì)胞自噬是真核生物中高度保守的一類亞細(xì)胞降解途徑。它通過降解細(xì)胞內(nèi)組分維持細(xì)胞內(nèi)生理平衡并幫助細(xì)胞度過逆境。細(xì)胞自噬在生物體生長發(fā)育、免疫防御、細(xì)胞程序性死亡、腫瘤抑制、預(yù)防神經(jīng)退行性病變等方面有非常重要的作用。酵母是目前細(xì)胞自噬研究最充分的模式生物,其中分子機(jī)制及其他方面的研究成果對整個真核生物細(xì)胞自噬的研究有很關(guān)鍵的作用。本綜述旨在對近年來酵母中關(guān)于細(xì)胞自噬的研究進(jìn)展和常用檢測手段作一概括總結(jié)。關(guān)鍵詞　　細(xì)胞自噬;分子機(jī)制;酵母;檢測手段1前言十世紀(jì)六十年代初發(fā)現(xiàn)。二十

3、世紀(jì)九十年代初,以細(xì)胞自噬(Autophagy)是對維持真核生物健康有DanielJ.Klionsky、YoshinoriOhsumi為代表的一批關(guān)鍵作用的一類亞細(xì)胞降解途徑[1,2]。細(xì)胞自噬一詞細(xì)胞生物學(xué)家以釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)泛指溶酶體(Lysosome)(酵母中為液泡,Vacuole)介導(dǎo)為模式生物展開了相關(guān)基因的篩選和細(xì)胞生物學(xué)的的細(xì)胞質(zhì)降解過程。與蛋白酶體(Proteasome)相比,研究。到目前為止酵母中已經(jīng)有34種細(xì)胞自噬相關(guān)溶酶體具有更強(qiáng)大的降解能力,因此細(xì)胞自噬可以大基因(ATG,

4、AuTophagy-relaetdGenes)被發(fā)現(xiàn)(功能及同源物情況見表1)[7]。經(jīng)過二十多年的積累,酵母已批量的降解從可溶蛋白到完整細(xì)胞器在內(nèi)的胞內(nèi)物質(zhì)。細(xì)胞自噬在生物體生長發(fā)育、免疫防御、細(xì)成為細(xì)胞自噬分子機(jī)制研究最為充分的模式生物。胞程序性死亡、腫瘤抑制、神經(jīng)性病變抑制等方面本文介紹的重點是在釀酒酵母中發(fā)生的宏自有非常重要的作用[3~5]。噬。這一過程在自噬體組裝位點(PAS,Pre-autopha-根據(jù)包裹物質(zhì)及運送方式的不同,細(xì)胞自噬可以gosomalstructure/Phagophoreassemblysite)發(fā)生,自

5、分為宏自噬(Macroautophagy)、微自噬(Microauto-噬體前體膜囊(Phagophore/Isolationmembrane)在相關(guān)phagy)和分子伴侶介導(dǎo)的自噬(Chaperone-mediated蛋白的作用下擴(kuò)展、生長成雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬體,autophagy)。宏自噬通過形成具有雙層膜結(jié)構(gòu)的自細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)同時被包裹進(jìn)自噬體內(nèi)腔;隨后自噬體的噬體(Autophagosome)包裹胞內(nèi)物質(zhì),最終自噬體與溶外膜與液泡融合,其內(nèi)膜與內(nèi)含物被水解酶降解為氨酶體融合;微自噬通過溶酶體或液泡表面的形變直接基酸等小分子物質(zhì),為細(xì)胞重

6、新利用,幫助細(xì)胞度過逆境[1](圖1)。細(xì)胞自噬既可以是非選擇性的,也可吞沒特定的細(xì)胞器;分子伴侶介導(dǎo)的自噬通過分子伴侶將胞漿蛋白解折疊導(dǎo)入溶酶體內(nèi)腔。細(xì)胞自噬現(xiàn)象最初由ChristiandeDuve等[6]在二*通訊作者。Tel:022-23499550,E-mail:zxie@nankai.edu.cn830·特約綜述·Table1ListofyeastAtgproteinsName#FunctionHomologuesinhighereukaryotesAtg1Serine/threonineproteinkinase,regula

7、tesmagnitudeofautophagy.YesULK1/2Atg2InteractswithAtg18,mediatestheretrievalofAtg9fromthePASbacktoperipheralsites.YesAtg3E2-likeconjugatingenzyme,functionsintheconjugationofAtg8.YesAtg4Cysteineprotease,removestheC-terminalarginineresiduefromnewlysynthesizedAtg8orPEYesfrom

8、Atg8-PEconjugate.Atg5ConjugationtargetofAtg12,partoftheAtg12-Atg5-Atg16complex.YesAtg6/Vps30Comm