蛋白質折疊、修飾與降解

自噬介導的蛋白質降解(autophagy)

/ aw-TOFF-uh-jee /

自噬這個詞字面意思就是自己吃自己,而它正是如此:一個細胞有意地消化自身的一部分。當蛋白質結成的團塊大到無法處理、當整個結構磨損報廢、或當一個挨餓的細胞需要把自身的材料回收當作原料燃料時,自噬就是那個把不要的貨物包起來加以消化的持家過程。

用樸素的步驟來講,基本機制是這樣的。細胞內部形成一張扁平的膜片,彎曲著把要清除的貨物——一個受損的結構、一團蛋白質、一塊細胞質——包攏起來,最終把它封進一個叫自噬體的雙層膜泡裡。這個膜泡隨後移動並與溶酶體融合——溶酶體是細胞那個酸性的、塞滿消化酶的回收隔間。在裡面,貨物被分解成它的組成單元——胺基酸、脂肪、糖——再被釋放回細胞中供重新利用。有些自噬是大批量、不加區分的,把附近的東西一股腦都舀進來(在飢餓時很管用);而選擇性自噬則利用標籤——包括泛素標記和專門的受體蛋白——去包起某一個特定的受損目標,比如一個壞掉的粒線體或一團蛋白質聚集物。

自噬之所以重要,是因為它正是細胞用來處理那些蛋白酶體處理不了的爛攤子的辦法:大的蛋白質聚集物、整個有缺陷的細胞器,甚至入侵的細菌。它對於熬過飢餓、清除神經退行性疾病中所見的有毒團塊、以及細胞衰老過程中的品質控制都不可或缺——它的發現贏得了諾貝爾獎,而調節它的藥物正被探索用於癌症和衰老。兩點要保持誠實:自噬和泛素-蛋白酶體系統是互補的,並非可以互換(一個處理龐大的貨物和細胞器,另一個處理單個被標記的蛋白質);而且儘管這名字聽起來像自我毀滅,正常的自噬大多是一項回收與更新的程序,而非細胞在自殺。

讓一個細胞斷了養分,幾分鐘內它就加足馬力進行自噬:膜把自身的一些細胞質包起來,送到溶酶體去消化,釋放出的胺基酸供應應急的蛋白質合成——這個細胞簡直是字面意義上地吃掉自己的一部分,以便撐到食物回來。

飢餓開啟自食以求生存。

儘管名字嚇人,自噬通常是一項回收與更新的程序,而非細胞自殺。它清除蛋白酶體處理不了的龐大貨物——聚集物和細胞器——從而與蛋白酶體互補。

又稱
autophagyself-eatinglysosomal degradation自噬细胞自噬