自噬与信号传导----- Autophagy and Signaling
出版:CRC Press
索书号: Q257/A939/2018/ Y
ISBN: 978-1-4987-3189-8
藏书地点: 武大外教中心
《信号转导方法丛书》包含12册,全面涵盖细胞信号转导领域。内容包括:信号转导与平滑肌,粘附分子介导的信号传导,调控T细胞多样性和功能的信号机制,由toll样受体介导的信号传导,视网膜中的信号转导,细胞间隙连接通道与半通道,自噬与信号传导,非兴奋性细胞中的钙离子通道,环核苷酸信号传导,TRP通道(瞬时受体电位离子通道),G蛋白偶联受体:结构、功能、配体筛选,脂质介导的信号传导。本书主要讲解了自噬与信号传导事件。
细胞自噬是一种在进化上十分保守的细胞内降解过程。细胞将通过包裹降解物形成的自噬小体运送至溶酶体进行消化,以满足代谢需要、细胞器更新及维持细胞稳态。自噬体直径一般为300-900nm,平均500nm,电镜下,其囊泡内常见某些胞浆成份和细胞器如线粒体、过氧化物体等。根据降解物与溶酶体的结合途径不同,可将自噬体分为三类,巨自噬,微自噬和分子伴侣介导的自噬。巨自噬是指细胞内的可溶性蛋白和某些细胞器被非溶酶体来源的双层膜结构包裹,并运送至溶酶体,与之结合后被降解。巨自噬的特征是具有双层膜结构,该结构被命名为自噬泡,可能来源于线粒体膜、高尔基复合体膜、内质网膜甚至是细胞膜,自噬体膜的形成需要Atg9跨膜蛋白和PI3K复合物的参与。过去认为,巨自噬体的降解物无明显选择性,但有研究表明,某些情况下,蛋白质或细胞器也能被选择性自噬降解,例如线粒体自噬、核糖体自噬、内质网自噬、过氧化物酶体自噬和脂类自噬。随着细胞自噬受体蛋白P62的发现,我们更加认识到细胞自噬是一个具有高度选择性的生物过程。总之,巨自噬是细胞内最常见也是研究最为广泛的一种自噬类型,我们通常所说的自噬即是巨自噬,下面的内容也是主要围绕巨自噬来介绍。第二种自噬类型是微自噬,是指细胞通过溶酶体膜直接内陷、包裹细胞质内物质(如某些长寿蛋白)并消化降解,这种自噬类型没有双层膜结构的形成。第三种为分子伴侣介导的自噬,需要分子伴侣HSC70参与并识别底物蛋白分子(一般为可溶性的)中的特定氨基酸序列(即KFERQ-模式),并与其结合形成分子伴侣-底物蛋白分子复合物,然后被溶酶体膜上的受体蛋白LAMP2识别并结合,底物去折叠后,在另一种分子伴侣的介导下进行溶酶体膜的转位,进入溶酶体后被降解。
信号传导,是指将细胞外信息传递到细胞内的过程。是细胞通信的基本概念,强调信号的产生、分泌与传送,即信号分子从合成的细胞中释放出来,然后进行传递。受体在识别相应配体(第一信使)并与之结合后,细胞内环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP)、钙离子、肌醇磷脂(第二信使)等物质增加,参与细胞的各种生物调控过程,将获得的信息增强、分化、整合并传递给效应器,才能发挥特定的生理功能或药理效应。它是一个多酶级联反应过程 ,各条信号通路之间通过细胞间信号蛋白的相互作用在体内组成一高度有序的调控网络。哺乳动物维持正常的活动需要多种信号转导通路以维持机体细胞对信号刺激反应的完整性和协调性。负责细胞外信号转导到细胞内部的传导物则主要可分6种,包括离子通道闸门、受体酵素、弯曲形受体、类固醇受体、粘著受体,以及本身不含酵素的受体。
自噬过程中的信号传导主要由四个上游调控路径组成,两条由营养信号诱导的通路:TOR激酶复合物通路和Ras/PKA信号通路,由能量水平变化诱导的AMPK信号通路和生长因子诱导的PI3K信号通路。其中, PI3K信号通路和AMPK信号通路都作为TORC1的上游调控因子来调节细胞自噬。
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶是磷脂酞肌醇激酶相关蛋白激酶(PIKK)的家族成员。TOR存在一种对雷帕霉素敏感的TOR复合物1 (TORCl)和一种对雷帕霉素不敏感的TOR复合物 (TORC2), TORC 1激酶是细胞能量和营养代谢的感受器,主要参与细胞生长、细胞凋亡、能量代谢和细胞自噬的调节及各种肿瘤的生长。TORC2参与细胞骨架蛋白的构建和存活,但研究表明,TORC2也可抑制细胞自噬。在营养丰富的条件下,TOR可磷酸化Atg13,高磷酸化的Atg13与ULK1结合减弱,使ULK1激酶活性下降,抑制自噬的下游信号;相反,在饥饿的条件下,TOR的活性被抑制,Atg13去磷酸化,从而与ULK1紧密结合,使激酶活性增强,诱导自噬的下游信号。在氨基酸的存在下,GTP酶和Ⅲ型PI3K也能激活TORC1的活性,从而抑制细胞自噬[6]。
AMPK是缺血等饥饿状态下加强细胞自噬的重要因子,它是细胞内ATP水平的感受器,当ATP/AMP比值降低,激活的AMPK 能磷酸化TSC 1/2复合物,从而促进TORCl的失活而增强自噬。此外,有研究发现AMPK能以不同的方式调控Vps34激酶家族不同的复合物,即AMPK能抑制那些未参与细胞自噬的酶,而激活参与细胞自噬的Vps34激酶。TSC 1/2复合物是异二聚体,TSC1具有稳定作用,TSC2能抑制TORC1激活所必须的小GTP酶Rheb (Ras homolog enriched in brain),实现对TORCl的抑制作用。
《自噬与信号传导》一书于2018年由CRCPress出版,作者为Esther Wong。
《自噬与信号传导》一书,作者展现了自噬信号传导研究领域中的最新进展,讨论的主题主要包括在宿主防御反应、营养和代谢、神经功能和自我调节等方面的自噬。最后,描述了自噬在衰老和年龄相关病理中的变化。
《自噬与信号传导》是生物学实验室不可或缺的工具用书,适用于分子生物学、遗传学等相关专业的高年级本科生、研究生,也可供神经学、免疫学及相关领域的研究人员参考。
《自噬与信号传导》一书作为分子生物学专业和遗传学研究读物,内容饱满详实、语言浅显易懂,除此之外,还包括一些其他的特点:
1.书涉及众多的自噬相关的热点问题,自噬相关的信号通路,以及自噬在神经系统稳态和神经退行性疾病中的作用,读者能够从本书了解自噬的相关内容。
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总的说来,《自噬与信号传导》一书为想要了解自噬相关的信号通路,免疫和代谢、神经功能中的自噬发生的人员提供了清晰的导读路径,作为遗传学领域的一本前沿研究图书,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录:
系列前言
前言
撰稿人名单
第一部分 调控自噬的信号通路
1. 调控自噬的AMPK通路
Yi Ren, Han Xie, and Han-Ming Shen
2. WIPI蛋白调控巨自噬信号通路
Theresia Zulegar and Tassula
Proikas-Cezanne
第二部分 自噬与细胞命运
3. 自噬通过可理解的系统与细胞死亡途径发生窜扰
Charisna Swart, Andre Du Toit, and Ben Loos
4. 自噬,细胞衰老,与癌症
Cheng
Bing and Karen Crasta
第三部分 免疫与代谢中的自噬
5. 免疫反应中的自噬与调节
Rut Valdor
6. 能量感受器中纤毛相关的自噬
Olatz Pampliega and Patrice Codogno
7. 噬脂的调控通路
Nuria Martinez-Lopez
第四部分 神经系统稳态和神经退行性疾病中的自噬
8. 线粒体自噬和神经退行性疾病
Kah-Leong Lim, Hui Ying Chan, Grace G.Y. Lim,
and Tso-Pang Yao
9. 聚集体自噬
Sijie Tan and Esther Wong
10. 分子伴侣介导的自噬与神经退行性疾病
Moumita Rakshit and Esther Wong
11. 突触结构和功能中的自噬
Guomei Tang, Sheng-Han Kuo, and David Sulzer
索引