자가포식 은 세포의 자가분해 과정으로, 오토파고좀이라고 불리는 이중막 구조가 형성됩니다. 이 오토파고좀은 세포 내 손상되었거나 과도한 세포소기관이나 단백질 응집체를 포획한 다음 리소좀과 융합합니다. 리소좀의 가수분해 효소가 오토파고좀의 내용물을 분해합니다. 자가포식은 세포 항상성 유지, 스트레스 반응, 면역 반응 조절에서 중요한 역할을 수행합니다. 아래에 자가포식의 상세한 특징과 조절 기전을 나타냅니다:
오토파고좀 형성: 오토파고좀이라고 불리는 이중막 소포가 세포 내에서 형성되어, 손상되었거나 과도한 세포소기관이나 단백질 응집체를 포획합니다.
리소좀과의 융합: 오토파고좀은 리소좀과 융합하여 오토리소좀을 형성합니다.
분해 및 재사용: 리소좀 내의 가수분해 효소가 오토파고좀의 내용물을 분해합니다. 생성된 분해 산물은 세포에 의해 재사용되어 에너지와 영양소를 공급합니다.
mTOR 신호전달 경로:
mTORC1: mTORC1은 자가포식의 주요 음성 조절인자입니다. 영양소와 성장인자가 풍부한 조건에서 mTORC1은 활성화되어 자가포식을 억제합니다. 영양소 결핍 또는 스트레스 조건 하에서는 mTORC1이 억제되어 자가포식을 촉진합니다.
AMPK: AMPK는 세포의 에너지 센서로 기능합니다. 세포의 에너지 수준이 낮은 경우 AMPK가 활성화되어 mTORC1을 억제하고 자가포식을 촉진합니다.
ULK1 복합체:
ULK1: ULK1은 자가포식의 개시 인자입니다. mTORC1이 억제되면 ULK1이 활성화되어 오토파고좀의 형성을 유도합니다.
ATG13, FIP200, ATG101: 이 단백질들은 ULK1과 복합체를 형성하여 공동으로 오토파고좀의 형성을 조절합니다.
PI3K-III 복합체:
PI3K-III: PI3K-III 복합체는 오토파고좀 형성에 중요한 역할을 하며, 막에 자가포식 관련 단백질을 모집하는 PI3P를 생성합니다.
Beclin-1: Beclin-1은 PI3K-III 복합체의 핵심 구성요소로 PI3K-III의 활성을 조절합니다.
ATG 단백질:
ATG5-ATG12: ATG5와 ATG12는 복합체를 형성하여 오토파고좀의 신장에 관여합니다.
LC3: LC3는 오토파고좀 막의 마커 단백질입니다. 오토파고좀 형성 과정에서 LC3-I가 지질화되어 LC3-II를 형성하고 오토파고좀을 표지합니다.
