發(fā)布時間：2020-11-21 11:27

　　 細胞自噬是一種在進化上高度保守的胞內降解過程。細胞自噬在細胞內組成型地發(fā)生,這一過程可以被包括饑餓、缺氧以及病原體入侵在內的多種環(huán)境壓力進一步誘導。細胞自噬使細胞在極端環(huán)境下得以維持基本的代謝水平,不足或過高的自噬水平都會對細胞造成嚴重的損傷。研究發(fā)現(xiàn)多種疾病的發(fā)生都與細胞自噬水平失調有關。探究細胞自噬過程的詳細分子機制,對闡明細胞自噬作用機理和尋找治療相關疾病新的作用靶點具有重要意義。巨自噬是被最廣泛研究的細胞自噬類型之一,巨自噬過程中會形成雙層膜包被的自噬體,自噬體的形成需要自噬泡封閉從而完全包裹需要降解的底物。自噬泡如何通過膜的重塑形成封閉的自噬體,其分子機制仍然有待研究。有文獻報道ESCRT(endosomal sorting complex required for transport)復合物參與了自噬泡的封閉過程,但仍未能闡明其詳細的分子機制。本論文通過熒光共定位實驗和EGFP-Atg8(autophagy-related protein 8)降解實驗發(fā)現(xiàn)釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ESCRT-III復合物的核心組分Snf7(sucrose nonfermenting protein 7)參與調控了巨自噬過程中自噬泡的封閉過程。Snf7基因敲除導致自噬過程不能正常進行,而ESCRT-III復合物組裝過程中Snf7的上游組分Vps20(vacuolar protein sorting-associated protein 20)基因的敲除對自噬過程沒有顯著影響,說明Snf7在自噬體上發(fā)揮功能并不依賴ESCRT-III復合物的傳統(tǒng)組裝方式,即只有部分ESCRT-III復合物的組分參與了釀酒酵母自噬泡的封閉過程。更重要的是,我們發(fā)現(xiàn)Snf7和Atg8之間存在相互作用,因此,生理條件下,Snf7可能通過和Atg8相互作用被招募至自噬體上發(fā)揮功能。我們的實驗結果初步證實了Snf7參與自噬泡的封閉過程,為進一步理解自噬體的發(fā)生過程提供了新思路。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：Q25
【部分圖文】：

圖 1.1 細胞自噬相關過程示意圖[14]非選擇性自噬可以分為 6 個過程：（1）誘導；（3）成核；（4）擴大與成熟；（6）融合；（7）破裂；（8）釋放。選擇性自噬相對增加了（2）底物識別和包裹。（5）自噬體與液泡融合之后，多數(shù)自噬相關蛋白會回收利用，進行下一輪的自噬過程。圖中 Cvt 途徑和過氧化物酶體自噬是兩種典型的選擇性自噬。Amphisome 途徑主要在哺乳動物細胞中發(fā)揮作用，其余途徑以在酵母細胞的發(fā)生過程為例呈現(xiàn)。微自噬將需要降解的物質直接通過膜的內陷作用運輸至液泡（酵母和植物中）完成降解[15, 16]。在黑腹果蠅和哺乳動物細胞中，晚期胞內體的形成過程也涉及到類似的機制，隨后發(fā)現(xiàn)在酵母中也存在相同的過程，一般稱之為胞內體微自噬（endosomal microautophagy）[17, 18]。在酵母體內，微自噬參與了多種底物的降解過程，包括過氧化物酶體[16]、部分細胞核[19]、受損的線粒體[20]和脂肪滴[21]；在植物中，微自噬還介導了花青素的降解[22]。一些酵母的微自噬過程同樣需要巨自噬過程的關鍵蛋白參與，如 Atg7、Atg8 以及 Atg9 等[23]。不同的是，胞內體微自噬過程則依賴

和 PAS 存在一定的聯(lián)系，給這些蛋白加上熒光標一部分外，還能觀察到類似早期液泡的光斑，即 有和成熟的自噬體保持聯(lián)系，這方面的例外主要tg8（Atg8 也通過底物識別在確定自噬的特異性方面成為定位 PAS 和追蹤自噬過程的良好標記。大多數(shù) PAS 上的組裝具有明顯的層次性[47]。在正常生長 的似乎是支架蛋白 Atg11，Atg11 隨后招募 Atg1 生，Atg17-Atg31-Atg29亞復合物會取代Atg11在P，Atg9 也會被招募至 PAS[50]。緊接著，Ptd6 結合復合物以及之后的 Atg8-磷脂乙醇胺（PE） PAS 是一個瞬間的結構，Atg 蛋白的定位也是動自噬體形成后，大部分 Atg 蛋白會從自噬體上解

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文典型的自噬發(fā)生過程包括自噬泡的誘導（induction）、成核（nucleation）、擴大（expansion）、成熟（completion）形成自噬體，自噬體和溶酶體或液泡融合（fusion）以及最后的降解過程[52]（圖 1.3）。從起始到成核，會形成初級的雙層膜隔離區(qū)域，即自噬泡[53]。接下來，自噬泡開始擴大至成熟階段。自噬泡是一種圓盤結構，會擴張、聚集成杯狀結構，并最終封閉，包裹其周圍的底物，不同來源的膜促進了自噬泡的形成[40, 54, 55]。存在不同的調控機制來決定擴大過程是否具有選擇性。參與這一過程的關鍵組分包括兩個類泛素蛋白的結合系統(tǒng)[56]。這兩個系統(tǒng)利用了類泛素蛋白Atg12（以及調控其類泛素化的酶類 Atg5、Atg7、Atg10 和 Atg16）和 Atg8（以及調控其類泛素化的酶類 Atg3、Atg4 和 Atg7）[51, 57]。擴大過程還涉及到 Atg9-vesicles循環(huán)系統(tǒng)。Atg9 是 Atg 蛋白中唯一的穿膜蛋白，它往返于 PAS 和其他細胞結構，攜帶或指引膜組織參與到自噬泡的擴大過程[50]。
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