自噬是細(xì)胞蛋白質(zhì)降解的機(jī)制之一
在JST的戰(zhàn)略基礎(chǔ)研究計(jì)劃下,微生物化學(xué)研究所的Noda Nobuo和Yamasaki Akinori與其他研究人員合作發(fā)現(xiàn),自噬可以有效地選擇性降解通過液-液相分離形成的液滴狀蛋白質(zhì),但對(duì)聚集或固態(tài)蛋白質(zhì)的降解效果不佳。
自噬是細(xì)胞蛋白質(zhì)降解的機(jī)制之一。存在一種稱為選擇性自噬的選擇性自噬,它可以靶向并降解特定的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器。已經(jīng)假定選擇性自噬可以預(yù)防疾病的發(fā)作,但是尚不清楚可以有效降解蛋白質(zhì)的狀態(tài)。
這個(gè)研究組使用的APE1蛋白的選擇性自噬在酵母中作為模型系統(tǒng),并成功地與一重構(gòu)APE1隔離工藝脂質(zhì)膜在一個(gè)試管中。結(jié)果表明,當(dāng)Ape1形成液滴時(shí),Ape1蛋白通過Atg8和受體蛋白的功能被脂膜有效分離,而當(dāng)Ape1形成聚集體時(shí),脂膜不分離。
選擇性自噬可有效降解蛋白質(zhì)小滴,但降解蛋白質(zhì)聚集體的效果很差,這一發(fā)現(xiàn)表明,僅自噬的激活不足以預(yù)防神經(jīng)變性疾病和其他被認(rèn)為是由異常蛋白質(zhì)積聚引起的疾病,以及開發(fā)能將聚集體轉(zhuǎn)變?yōu)橐旱蔚乃幬锓浅V匾?。這有望導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)針對(duì)液-液相分離的藥物,這是產(chǎn)生液滴的機(jī)制。
還首次證明了選擇性自噬中目標(biāo)蛋白的分離步驟僅能用Atg8和受體蛋白進(jìn)行。自噬還可以選擇性降解線粒體和其他細(xì)胞器以及致病細(xì)菌。在這些情況下,Atg8和受體蛋白也可能以類似的機(jī)制負(fù)責(zé)選擇性分離。此處開發(fā)的試管重構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用將促進(jìn)針對(duì)多種靶標(biāo)的選擇性自噬機(jī)制的研究。
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