自噬作用(Autophagy)是細胞自行分解吸收的過程，在正常狀態下會在每個細胞以低作用的方式進行，而細胞在受到飢餓、缺氧等刺激可導致作用增加。
Autophagy的途徑受到嚴格的調控，使細胞分解代謝受損或有害物質並將其回收以維持細胞的營養和穩定。此外也是主要的細胞保護機制，能讓細胞在多種細胞壓力條件下(缺乏營養、缺氧、氧化壓力、DNA損傷、病原體)生存。
Autophagy的分子機制 – 相互作用途徑
了解Autophagy相互作用途徑有助於探討參與各個階段(initiation, nucleation, expansion, maturation, fusion 和degradation)的蛋白質相互作用。
起始(Initiation)和吞噬泡(Phagophore)的形成
Autophagy的分子機由數種保守的Atg(autophagy-related) proteins參與。
各種刺激都會導致Phagophore的形成，此步驟涉及兩種蛋白質複合物：
l Vps34複合物，包含Vps34(the class III PI3K)、Beclin1(Atg6 in yeast)、Atg14 和 Vps15(p150)。
l ULK1 複合物，serine/threonine kinase ULK1 (Atg1 in yeast)，為自噬體(autophagosome)形成的重要正調節因子。
延伸(Elongation)和Autophagosome的形成
Phagophore elongation會形成雙層模的Autophagosome。該步驟需要兩個均由 Atg7 催化的ubiquitin-like conjugation路徑。
l Atg5-Atg12的結合，並與Atg16L形成複合物。Atg5-Atg12-Atg16L複合物與extending phagophore的外膜結合。
l Autophagy作用時，LC3B會被Atg4裂解，生成 LC3-I。LC3-I則會被Atg7 活化，並與膜中的phosphatidylethanolamine (PE)結合，生成加工後的LC3-II。
加工後的LC3-II被召集到正在形成的phagophore上，其整合依賴於Atg5-Atg12。與Atg5-Atg12-Atg16L不同，LC3-II 存在於Autophagosome的內、外表面，為Elongation所必需的。 當模閉合後，Atg16-Atg5-Atg12複合物會從囊泡分離，而 LC3-II的一部分仍與膜共價結合。 因此，LC3-II可以作為檢測Autophagy多寡的marker。
融合、降解和回收
當自噬體形成完成時，附著在外膜上的LC3-II被Atg4從PE上切割下來並釋放回細胞質。Autophagosome和Lysosome的融合則會需要Lysosome的膜蛋白 LAMP-1 和small GTPase Rab7。
融合後，會進行一系列的酸性水解酶降解，會產出許多小分子，最後被運回細胞質，細胞則可以使用這些小分子作為合成的材料或維持細胞正常功能。
Atg22 與通透酶(Avt3和Avt4)一起被鑑定為酵母Autophagy過程中的液泡氨基酸流出物，有助於理解營養物循環機制。這些通透酶也代表降解和回收過程的最後一步7。
Autophagy的類型
Macroautophagy
Macroautophagy為主要的Autophagy途徑，其特色為透過Autophagosome將細胞質物質傳遞至Lysosome，該囊泡與Lysosome融合形成自溶酶體(Autolysosome)。
Microautophagy
Microautophagy透過lysosome膜的內陷將細胞質物質直接吞噬到lysosome中。 Microautophagy對於維持細胞器大小、膜穩定和氮氣限制下的細胞存活很重要。
Chaperone-mediated autophagy (CMA)
Chaperone-mediated autophagy (CMA)使細胞質蛋白與chaperone proteins形成複合物，該複合物被Lysosome膜受體 LAMP-2A(lysosomal-associated membrane protein 2A)辨識，導致其解折疊和降解，最後直接穿過進入Lysosome。
Autophagy 路徑相關產品
ATG5
|
Antibody |
Recombinant |
|
|
KO cell line |
Human ATG5 knockout THP-1 |
|
|
Protein |
Recombinant Human |
|
|
Biochemical |
Lysophosphatidic acid |
|
|
Antibody |
Recombinant HRP |
|
|
Antibody |
Recombinant Alexa Fluor® |
|
|
Antibody |
Recombinant Alexa Fluor® |
|
|
Antibody |
Recombinant Alexa Fluor® |
LC3-II
|
Antibody |
Recombinant Anti-LC3B |
|
|
Protein |
Recombinant Human |
|
|
Biochemical |
Tryprostatin A, |
|
|
ELISA |
Human LC3A ELISA Kit |
|
|
Antibody |
Recombinant Alexa Fluor® |
|
|
Antibody |
Recombinant Alexa Fluor® |
Beclin-1
|
Antibody |
Recombinant Anti-Beclin 1 |
|
|
KO cell line |
Human BECN1 (Beclin 1) |
|
|
Protein |
Recombinant Human Beclin |
|
|
ELISA |
Human Beclin-1 ELISA Kit |
ULK1 complex
|
Antibody |
Recombinant Anti-ULK1 |
|
|
Protein |
Recombinant human ULK1 |
MTOR
|
Antibody |
Recombinant Anti-mTOR |
|
|
KO cell line |
Human MTOR knockout |
|
|
KO lysate |
Human MTOR knockout |
|
|
Protein |
Recombinant Human mTOR |
|
|
Biochemical |
Compound 401, |
|
|
ELISA |
Mouse mTOR ELISA Kit |
RPTOR
|
Antibody |
Recombinant Anti-Raptor |
|
|
Protein |
Recombinant Human Raptor |
ATG16L
|
Antibody |
Recombinant Anti-ATG16L1 |
|
|
KO cell line |
Human ATG16L1 knockout |
|
|
KO lysate |
Human ATG16L1 knockout |
|
|
Protein |
Recombinant Human ATG16L1 |
Phospho ATG16L1
|
Antibody |
Recombinant Anti-ATG16L1 |
|
|
KO cell line |
Human ATG16L1 knockout |
|
|
KO lysate |
Human ATG16L1 knockout |
|
|
Protein |
Recombinant Human ATG16L1 |
RB1CC1
|
Biochemical |
Protopanaxadiol, |
ATG12
|
Antibody |
Recombinant Anti-ATG12 |
|
|
KO cell line |
Human ATG12 knockout |
ATG9
|
Antibody |
Recombinant Anti-ATG9A |
DEPTOR
|
Protein |
Recombinant Human Deptor |
ATG14
|
KO cell line |
Human ATG14 (ATG14L) |
|
|
KO lysate |
Human ATG14 (ATG14L) |
|
|
Protein |
Recombinant Human ATG14L |
WIPI-2
|
Antibody |
Anti-WIPI2 antibody [2A2] |
