《AMPK通过促进线粒体分裂促进自噬》

  • 来源专题:重大新药创制—内分泌代谢
  • 编译者: 李永洁2
  • 发布时间:2016-03-11
  • AMPK通过激活ULK1和抑制mTORC1的触发线粒体自噬或mitophagy。激活MFF的AMPK磷酸化是线粒体分裂的关键。非磷酸化MMF突变阻止mitophagy,AMPK连接到线粒体裂变和mitophagy。线粒体,细胞的主要能量的供应,可进行恒定融合和分裂,作为以维持其质量和功能的外部和内部损伤的自适应响应。 。为了应对温和的能源短缺,线粒体融合并形成管状网络,以最大限度地提高能源生产;然而,为了应对严重应激,线粒体发生裂变。不同的应力,如饥饿,辐射,和有毒化学品,强烈扰动线粒体的功能,并导致产生大量的活性氧(活性氧),这是有害的蛋白质,脂质和DNA的线粒体内,损害ATP生产,造成能源紧张。因此,受损的线粒体必须修复或去除。 DRP1由其招募“受体”,由几个因素,包括MFF(线粒体裂变因子),FIS1(裂变,线粒体1),和Mid49 / 51。这些因素也可作为裂变的传感器,但应力刺激是如何链接到裂变机制还不是很清楚。近期研究发现细胞应激通过磷酸化MFF为AMP活化蛋白激酶(AMPK)的关键作用。

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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-16
    • 2023年9月15日,中国农业大学生物学院董江丽教授团队在iScience上发表了题为“The PtdIns3P phosphatase MtMP promotes symbiotic nitrogen fixation via mitophagy in Medicago truncatula”的研究论文。该研究发现了截形苜蓿肌管蛋白磷酸酶(MtMP)通过线粒体自噬促进根瘤共生固氮的新机制。 该研究结果表明,在自噬参与的细胞转变过程中,MP能够去磷酸化自噬体上的PtdIns3P从而促进自噬体与液泡融合,并且MP通过影响线粒体自噬过程促进共生固氮。该研究将共生固氮和线粒体自噬联系起来,拓展了对共生固氮过程的认知。 本文内容转载自“CellPress细胞科学”微信公众号。 原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/kQV4XkGlISTYrqAbVNwwLA
  • 《Science:新研究揭示VDAC蛋白寡聚体促进线粒体DNA释放和自身免疫反应》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-01-14
    • 免疫系统利用它的线粒体自我刺激针对感染的先天性反应和适应性反应。活性氧(ROS)、具有免疫原性的线粒体DNA (mtDNA)甚至整个线粒体都在一个微妙的平衡中局部动员起来,从而产生炎性作用的热点。当这些过程的正常限制性反馈受到破坏时,有害的自身免疫反应常常就会出现。 免疫系统不正常的一个常见迹象是血液中存在抗线粒体抗体(antimitochondrial antibody, AMA)。比如,在系统性红斑狼疮(SLE)中,可以发现靶向多个线粒体区室的AMA。一些AMA靶向通常在线粒体外膜中发现的蛋白,而另一些AMA靶向mtDNA。由此自然产生的一个问题是鉴于mtDNA在正常情形下位于线粒体基质内部,那么免疫系统如何发现从线粒体中释放出来的mtDNA。 针对这个问题,来自美国国家心肺血液研究所等研究机构的研究人员在一项新的研究中发现释放出来的mtDNA可以导致狼疮。简而言之,当线粒体以多种方式遭受应激时,mtDNA会断裂成碎片,然后与线粒体外膜中的电压依赖性阴离子通道(VDAC)结合。这导致多个VDAC单体聚集在一起并在它们的中间形成一个间孔(meta-pore),mtDNA可以通过该间孔逸出。一旦进入细胞质,各种非特异性传感蛋白,包括针对单链DNA的Toll受体和针对双链DNA的GAS-STING途径,就会触发成熟的I型干扰素(IFN)反应。相关研究结果近期发表在Science期刊上,论文标题为“VDAC oligomers form mitochondrial pores to release mtDNA fragments and promote lupus-like disease”。 每个VDAC单体本身都包含一个高度调节的通道,该通道可以根据当前的膜电位让不同大小和电荷的关键分子在任一方向上通过。完全消除VDAC功能在高等真核生物中是行不通的。幸运的是,这些研究人员发现,用寡聚化抑制剂VBIT-4仅阻断其中的一种通道形式--- VDAC1---就可消除导致狼疮样症状的免疫激活。 盘状红斑狼疮(discoid lupus erythematosis)是狼疮的皮肤形式,经常与系统性红斑狼疮相关。作为一种通用治疗策略,仅干扰mtDNA释放可能无法完全清除患者体内的所有AMA。但是,对于狼疮的其他形式(比如狼疮肾炎)而言,这种方法可能更有用,这是因为发现的所有AMA似乎都靶向双链mtDNA。 其他类型的自身免疫性疾病,比如影响肝脏胆管的自身免疫性疾病,也可能与AMA相关。原发性胆汁性胆管炎和原发性硬化性胆管炎是两种以不同形式的自身抗体为特征的疾病。硬化性胆管炎与抗核抗体(ANA)有关。另一方面,胆管性胆管炎患者具有靶向含有丙酮酸脱氢酶复合物E2亚基硫辛酸酯的AMA。此外,这些患者通常还具有靶向与肝脏线粒体相关的亚硫酸氧化酶和糖原磷酸化酶等酶的抗体。 在目前情况下,尚不清楚这些特定类型的抗体是如何和在何处产生的。这种具有免疫原性的E2亚基通常与线粒体DNA一起漂浮在线粒体基质内部,不会习惯性地通过任何通道逸出。据推测,因即将死亡的细胞发生线粒体降解而产生的异常片段可能有助于促进自身抗体的形成。 在试图了解AMA的产生过程中,这些研究人员迄今为止忽略的一个突出问题是mtDNA如何通过线粒体内膜到达外膜VDAC。美国纽约特种外科医院的Peggy Crow指出尽管确切的答案尚不清楚,但是成像研究显示了另一个与VDAC并行作用的孔系统。这些所谓的“BAK/BAX大孔”允许线粒体内膜突出到细胞质中、通透化并转运包括mtDNA在内的基质成分。 这些研究人员迄今为止尚没有较多地谈及线粒体炎症中的活性氧因素。他们的另一项发现已将VDAC1通道的寡聚化和ROS相关联在一起。更具体地说,他们发现一种称为lipoxstatin-1的分子通过降低VDA1的水平和恢复酶GPX4的水平来保护细胞免受活性氧的损害。 GPX4是谷胱甘肽过氧化物酶的一种独特的硒利用形式,可特异性保护细胞膜中的脂质免受氧化损伤。当GPX4受损时,整个细胞中都会发生一种独特的凋亡形式,即铁死亡(ferroptosis)。通过阻止VDAC1而不是VDAC2或VDAC3的寡聚化,他们发现liproxstatin-1可以使铁死亡途径短路。 重要的是,lipoxstatin-1还可以阻断线粒体的收缩、线粒体内嵴的减少和破坏以及导致铁死亡的其他线粒体膜破裂。GPX4缺乏症不是一种自身免疫性疾病,而是一种在极其受限制的细胞群体内发生的以失控的ROS损伤和铁死亡为特征的疾病。这种疾病极为罕见---实际上如此罕见以至于最近刚诊断出的一名患者是世界上唯一患有这种神秘疾病的人。