线粒体是双膜结合的亚细胞区室,在 ATP 生产、磷脂生物合成/运输、钙信号传导和铁稳态等基本过程中起作用。由于线粒体从电子传递链中产生活性氧 (ROS),因此它们不断受到氧化应激的挑战,最终可能导致其结构和功能失效。线粒体生物发生和降解是决定线粒体数量的两个对立过程。因此,细胞需要复杂的系统来维持线粒体健康。线粒体质量控制依赖于多种途径:ROS 清除、DNA 修复和蛋白质重折叠/降解。线粒体 DNA (mtDNA) 的母系遗传(精子来源的父系线粒体的选择性清除)、线粒体融合(健康和部分功能失调的线粒体之间的内容混合)和裂变(将受损的线粒体成分从线粒体池中分离出来)在线粒体质量控制中也起着关键作用。
自噬通常被认为是一种非选择性地将细胞质成分(如核酸、蛋白质和细胞器)转运到溶酶体的大量降解过程,也作为一种选择性系统来介导特定细胞器的清除。线粒体自噬的分解代谢过程是自噬系统靶向受损的线粒体并将它们递送至溶酶体进行降解,有助于维持多种细胞类型中的线粒体质量控制。
线粒体自噬基本过程
(1) 细胞内和细胞外信号通过促进形成管状网络的断裂进而使多余或受损线粒体的分离。
(2) 线粒体表面募集和/或激活赋予降解选择性的线粒体自噬受体或泛素-自噬衔接子。
(3) 核心自噬相关蛋白靶向线粒体并在线粒体周围产生隔离膜/吞噬细胞。
(4) 靶向线粒体被自噬体封闭和隔离。
(5) 自噬体被运输并与裂解区室融合。例如酵母中的液泡或哺乳动物中的溶酶体。
(6)溶酶体或液泡酸性水解酶流入自噬体降解线粒体,内容物将被回收利用。
来源:细胞生物学研会(ID:xbswxyh)
作者:小羊
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