ATG1a和ATG13a在拟南芥中的自噬循环中的作用是什么? ATG1a和ATG13a是可逆修饰的磷蛋白,它们在拟南芥中的自噬循环中起着重要的作用。ATG1a和ATG13a的可变SDS-PAGE迁移率与磷酸化对两种蛋白质的可逆修饰一致。ATG1a与自噬机构合作,通过自噬途径和绑定自噬样细胞内结构退化的事实,使得它可能是复杂的,最终是在与自噬体的关联液泡分解。ATG1a在Vacuole中使用ATG8a装饰的自噬体。 ATG1 / ATG13复合物的调节因子和拟南芥自噬循环的靶点 ATG1 / ATG13蛋白激酶复合物既是调节因子又是拟南芥自噬循环的靶点。自噬是真核生物中的细胞内循环途径,其中细胞器和细胞质被隔离在囊泡中,囊泡随后被递送到液泡中以便分解。该过程由汇集在自噬相关1(ATG1)/ ATG13激酶复合物上的各种营养素响应信号级联诱导。在这里,我们描述了拟南芥中的ATG1 / 13复合物,并表明它既是自噬的调节因子又是自噬的靶标。 缺失ATG13的植物对营养限制过敏,并且过早地与缺乏ATG系统的其他组分的突变体相似。ATG12-ATG5和ATG8-磷脂酰乙醇胺加合物的合成,对于自噬是必需的,仍然发生在ATG13缺陷的植物中,但是ATG8装饰的自噬体的生物发生不会,表明该复合物调节自噬体封闭和/或液泡递送所需的下游事件。令人惊讶的是,ATG1a和ATG13a磷酸化蛋白的水平在营养物饥饿期间急剧下降并且在添加营养物后再次上升。通过抑制ATG系统消除了这种转换,表明ATG1 / 13复合物成为自噬的靶标。 与这种机制一致,ATG1a通过ATG8装饰的自噬体传递到液泡。鉴于其对营养需求的响应,ATG1 / 13激酶的更新可能提供了一种动态机制,将自噬与植物的营养状况紧密联系起来。 (B) ATG1a和ATG13a定位于拟南芥原生质体中的自噬型区室。与ATG8a,ATG1a或ATG13a融合的游离GFP和GFP在叶原生质体中瞬时表达,并且在转化后18小时通过荧光共聚焦显微镜观察它们的定位。绿色,GFP荧光; 红色,叶绿素荧光。箭头在细胞质中定位可能的自噬体。星号标记液泡内潜在的自噬体。 主要参考资料 [1] Suttangkakul A, Li F, Chung T, Vierstra RD. The ATG1/ATG13 protein kinase complex is both a regulator and a target of autophagic recycling in Arabidopsis. Plant Cell. 2011;23(10):3761-79. 查看更多
什么是β-淀粉样蛋白及其作用机制? β-AMYLOID(1-20)肽是一种由淀粉样前体蛋白加工而成的多肽,含有1-20个氨基酸。β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein,Aβ)是一种分子量约为4kDa的蛋白,由β淀粉样前体蛋白(APP)水解而来,它在细胞基质沉淀聚积后具有很强的神经毒性作用。 β淀粉样蛋白(Amyloid-β,Aβ)是由淀粉样前体蛋白(APP)经β-和γ-分泌酶的蛋白水解作用而产生的多肽,含有39~43个氨基酸。它可由多种细胞产生,循环于血液、脑脊液和脑间质液中,大多与伴侣蛋白分子结合,少数以游离状态存在。Aβ是由APP经β-和γ-分泌酶水解产生的。APP是一种广泛存在于各种组织中的膜蛋白质,集中表达于神经元突触部位,Aβ片段即位于其跨膜区域。β-分泌酶首先在β位点将APP裂解为β-N端片段(sAPPβ)和β-C端片段,然后γ-分泌酶在β-C端片段的近N端跨膜区域水解释放出有39~43个氨基酸组成的Aβ肽段,此过程被称为APP的淀粉样降解途径,APP的非淀粉样降解途径是由α-和γ-分泌酶所介导水解生成。 β-淀粉样蛋白在阿尔茨海默病中的作用及机制研究 阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是老年人中最常见的神经退行性疾病,主要表现为进行性记忆下降和认知功能减退。AD的发病机制尚未完全阐明,但脑内β-淀粉样肽(Amyloid-beta,Aβ)的沉积被认为是其主要病理特点。根据Aβ级联假说,AD是由脑内Aβ的过度产生或清除障碍引起的,Aβ在脑内过度集聚和沉积后通过诱发炎症、tau蛋白过度磷酸化、氧化应激、神经变性和死亡而导致痴呆。 Aβ是由其前体蛋白(Amyloid-beta precursor protein,AβPP)经酶切产生。AβPP主要表达于脑神经元,但是其他多种组织也同样表达AβPP且可生成Aβ,比如血液、皮肤、骨骼肌等。而且,外周Aβ可跨过血脑屏障进入脑组织。目前认为脑内Aβ沉积来自脑组织自身产生的Aβ,而外周来源的Aβ对脑内β淀粉样变的影响并不清楚,值得研究。本课题旨在初步探索外周来源的Aβ和系统疾病在AD发生中的作用及机制,以从全身角度理解AD的发病机制。 参考文献 [1] Chronic hypoxia facilitates Alzheimer's disease through demethylation of γ-secretase by downregulating DNA methyltransferase 3b[J]. Hui Liu, Hongyan Qiu, Juan Yang, Jun Ni, Weidong Le. Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzhei. 2016(2) [2] A spectrum of exercise training reduces soluble Aβ in a dose-dependent manner in a mouse model of Alzheimer's disease[J]. Kaitlin M. Moore, Renee E. Girens, Sara K. Larson, Maria R. Jones, Jessica L. Restivo, David M. Holtzman, John R. Cirrito, Carla M. Yuede, Scott D. Zimmerman, Benjamin F. Timson. Neurobiology of Disease. 2016 [3] Meta-analysis of modifiable risk factors for Alzheimer's disease[J]. Xu Wei, Tan Lan, Wang Hui-Fu, Jiang Teng, Tan Meng-Shan, Tan Lin, Zhao Qing-Fei, Li Jie-Qiong, Wang Jun, Yu Jin-Tai. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2015(12) [4] Vascular dysfunction in the pathogenesis of Alzheimer's disease—A review of endothelium-mediated mechanisms and ensuing vicious circles[J]. Luigi Yuri Di Marco, Annalena Venneri, Eszter Farkas, Paul C. Evans, Alberto Marzo, Alejandro F. Frangi. Neurobiology of Disease. 2015 [5] 卜先乐. 外周Aβ和系统疾病在阿尔茨海默病发生中的作用及机制研究[D]. 第三军医大学, 2016. 查看更多