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      Atg2蛋白在將前自噬體膜束縛到內(nèi)質網(wǎng)中的作用
      
			
      
				2019-03-15 10:28:42
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      博士后哲也小谷，副仁Nakatogawa教授，名譽大隅良典教授和東京工業(yè)大學的同事們分析了署理蛋白Atg2，其功能是以前未知的，并已發(fā)現(xiàn)Atg2期間系繩自噬體膜前到內(nèi)質網(wǎng)自噬體形成。
      

      Atg2蛋白在將前自噬體膜束縛到內(nèi)質網(wǎng)中的作用
      

      自噬是降解細胞成分(如蛋白質，核糖核酸(RNA)和細胞器)的機制，從酵母到人類都是高度保守的。當諸如營養(yǎng)物饑餓等應激誘導自噬時，出現(xiàn)稱為隔離膜的扁平膜囊泡并且球狀擴張以吞噬待降解的物質，閉合形成稱為自噬體的雙膜囊泡(圖1)。
      

      完成的自噬體然后與溶酶體或液泡融合，自噬體內(nèi)的物質被溶酶體或液泡內(nèi)的酶降解。已經(jīng)鑒定了許多在自噬體形成中起作用的Atg蛋白質。然而，個體Atg蛋白在膜形成中的特定作用仍然知之甚少，自噬體形成機制的細節(jié)尚未闡明。
      

      研究成果概述
      

      該研究小組分析了Atg2的功能，Atg2是一種Atg蛋白，在芽殖酵母Saccharomyces cerevisiae中的自噬體形成中發(fā)揮作用。Atg2是由1,592個氨基酸組成的大蛋白質，但不基于氨基酸序列預測任何功能結構域。眾所周知，Atg2與Atg18形成復合物，Atg18是一種與磷脂酰肌醇3-磷酸(PI3P)結合的蛋白質，這是Atg蛋白質中最后一個定位于自噬體形成位點的蛋白質。但是，它的具體功能仍然未知。
      

      不同生物體之間Atg2 氨基酸序列的比較揭示了N-和C-末端區(qū)域高度保守。然后該小組制備了許多Atg2變體，重點關注這兩個區(qū)域，并評估了自噬活性。結果，他們發(fā)現(xiàn)對于Atg2功能至關重要的區(qū)域存在于N-和C-末端區(qū)域。
      

      此外，通過使用從酵母細胞和脂質體(人工膜囊泡)純化的Atg2的體外實驗，該組證明Atg2的N-和C-末端區(qū)域都具有結合膜的能力，并且Atg2將兩者結合。通過這兩個膜結合區(qū)域將膜結構結合在一起。他們還發(fā)現(xiàn)，C末端區(qū)域是Atg18與含有PI3P的膜結合所必需的，并且Atg2-Atg18復合物需要定位到自噬體形成的位點。
      

      相比之下，他們證明了在Atg2-Atg18復合物定位于自噬體形成位點后，N末端區(qū)域起著至關重要的作用，并且它可能參與Atg2與內(nèi)質網(wǎng)的結合。因此，該小組提出了一種模型，即Atg2將前自噬體膜(自噬體前體)系到內(nèi)質網(wǎng)，啟動自噬體形成，并介導膜擴增(圖2)。
      

      未來發(fā)展
      

      盡管具有雙膜結構的自噬體的形成是自噬的最獨特特征，但是關于該過程仍存在許多問題，例如膜來自何處以及如何供應。以前的報道表明，內(nèi)質網(wǎng)為自噬體的形成提供了膜。與該模型一致，該研究證明了Atg2束縛前自噬體膜和內(nèi)質網(wǎng)的可能性。
      

      然而，膜擴張的機制，例如脂質如何從內(nèi)質網(wǎng)轉移到前自體體膜，仍然是未知的。詳細分析內(nèi)質網(wǎng)Atg2結合的位置以及在自體前體膜和內(nèi)質網(wǎng)之間的束縛后發(fā)生的情況預計會導致解析膜擴張的機制。
      

      據(jù)報道，自噬與各種疾病如神經(jīng)變性和癌癥有關。了解自噬體形成的機制預計將為發(fā)現(xiàn)治療這種自噬相關疾病的藥物提供基礎信息。
      
			

			
        
      
			
      
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