Ubiquitinarea Si Autofagia Selectiva

Download Ubiquitinarea Si Autofagia Selectiva

Post on 18-Sep-2015

11 views

Category:

Documents

3 download

DESCRIPTION

biologie

TRANSCRIPT

Ubiquitinarea i autofagia selectivIntroducereUbiquitinarea este recunoscut de mult timp ca un factor determinant al evoluiei unei proteine prin marcarea acesteia pentru degradare proteosomal. Recent a fost demonstrat capacitatea lanurilor conjugate de ubiquitin de a conferi selectivitate pentru autofagie. Dei autofagia a fost considerat iniial un proces degradativ non-selectiv de autodigestie, acum sunt descoperite mecanismele moleculare de selecie. Odat cu descoperirea receptorilor autofagici, care leag att substraturi ubiquitinate, ct i LC3 (ce modific lanul uor 3 specific autofagiei) de teaca intern a autofagosomului, o nou cale a autofagiei selective a fost descris. Semnalele mediate de ubiquitin i receptorii autofagiei selective sunt implicai n sortarea unei varieti de ncrcturi autofagice. Ubiquitina este o protein format din 76 de aminoacizi i se gsete n toate esuturile unui organism eukariot. Are o conservare a secvenei remarcabil de-a lungul scrii evolutive, doar trei aminoacizi fiind diferii ntre mamifere, drojdii i plante. Ea modific proteinele celulare, atandu-se covalent la acestea prin intermediul unei cascade enzimatice, care implic trei clase de enzime: E1 (activare), E2 (conjugare) i E3 (ligare). Procesul de marcare a unei proteine cu ubiquitin se numete ubiquitinare i este unul dintre cele mai versatile mecanisme reglatorii celulare din cadrul controlului proceselor celulare fiziologice i patologice. Dei a fost descoperit in anii 70, la cteva decenii distan s-a descoperit c ubiquitinarea este un semnal de srut al morii pentru turnover-ul proteinelor. Recent, s-a demonstrat c aceasta regleaz procese celulare cheie, cum ar fi transcrierea genelor, progresia n cadrul ciclului celular, repararea ADN-ului, apoptoza, eliberarea virusurilor din celula gazd i endocitoza receptorilor. Ubiquitinarea se numr printre cile majore de degradare a proteinelor la eukariote, marcnd substratul pentru 1. proteasom; 2. lisosom i sistemul lisosomal; 3. autofagosom.Autofagia este un proces degradativ catabolic ce livreaz componentele citoplasmatice ctre lisosom. Este o cale foarte veche i nalt conservat, ce cuprinde trei tipuri distincte: macroautofagia, microautofagia i autofagia mediat de proteinele chaperone (CMA). Macroautofagia reprezint procesul de formare a fagoforului, ce conduce la autofagosom, o vacuol care conine LC3. Ulterior, ncrctura este pstrat aici pn va urma degradarea lisosomal. Spre deosebire de macroautofagie, n microautofagie i CMA componentele citosolului sunt ncorporate direct n lisosomi. Acest articol descrie n principal macroautofagia, la care se va face referire de acum ncolo ca autofagie.Cnd autofagia a fost descoperit cu 50 de ani n urm, s-a presupus c reprezint o cale degradativ neselectiv activat de cantitatea limitat de nutrieni. De atunci ns ea a fost asociat cu patofiziologii umane, de exemplu cancer, neurodegenerare, rspuns imun i mbtrnire. Prin autodigestia propriului coninut citoplasmatic, celula recicleaz nutrienii atunci cnd aportul de energie este limitat. n condiii normale, autofagia bazal reprezint un sistem intracelular de control al calitii: agregatele proteice, incluznd organite defecte sau n exces, sunt eliminate selectiv. Comparativ cu autofagia indus de nfometare, acest tip de autofagie trebuie s disting ntre coninutul celular normal i cel anormal. Autofagia este considerat selectiv atunci cand o ncrctur anume este marcat specific i exclusiv pentru autofagosomi. Dei mecanismul de recunoatere este nc neclar, este sigur c ubiquitinarea este implicat. Caracteristicile moleculare ale proteinelor de legare a ubiquitinei precum p62 sau NRB1 au demonstrat c un sistem de senzori dependent de ubiquitin este responsabil de specificitatea substratului. nainte de clearance-ul realizat de autofage, aceti receptori trebuie s menin proteinele ubiquitinate n autofagosom, care conine pe suprafaa lui proteine UBL precum LC3 sau GABARAP. De aceea, receptorii ce leag fie ubiquitin, fie LC3 sau GABARAP sunt capabili s controleze degradarea proteinelor prin autofagie selectiv.Ubiquitina degradeaz proteinele n dou moduri: prin intermediul UPS (sistemul ubiquitin-proteosomal) sau al autofagiei selectiveToate celulele scaneaz dup proteine mpachetate incorect ca urmare a erorilor de traducere sau a condiiilor de mediu vitrege, precum stres oxidativ sau oc termic. Aceste proteine jeneaz fiziologia celular, resturile hidrofobe expuse conduc la formarea de oligomeri insolubili, iar agregatele mai mari mpiedic interaciile protein-protein, toate acestea conducnd la toxicitate celular. Acumularea de agregate proteice toxice este o trstur distinct a unor boli umane numite proteinopatii.Dei factorii care direcioneaz un substrat specific pe calea degradrii nu sunt complet nelei, ubiquitina joac un rol esenial prin conjugarea unui monomer (monoubiquitinare) sau prin conjugarea secvenial a mai multor molecule de ubiquitin de diferite lungimi (poliubiquitinare). n funcie de restul de Lys (K) de care se leag monomerul de ubiquitin, lanurile sunt numite K6, K11, K27, K29, K33, K48 i K63. Conjugarea la Met de la captul N-terminal (M1) conduce la formarea de lanuri lineare. Lanurile de ubiquitin K48 au fost pentru prima dat identificate n cadrul marcrii proteinelor pentru degradare proteosomal. Pe de alt parte, lanurile de tip K63, K11 sau M1 semnalizeaz n principal pentru funcii neproteolitice. Acest tip de lanuri este implicat in controlul diferitelor procese, cum ar fi transportul receptorilor, repararea ADN-ului i semnalizare. Recent s-a descoperit c proteinele reglatoare ale ciclului celular modificate cu lanuri K11 sunt marcate pentru degradare proteosomal, iar lanurile K63 pot marca substraturi pentru degradare prin autofagie. Familia proteinelor chaperone de oc termic (HSP) iniiaz primul mecanism protectiv pentru a preveni toxicitatea i a asigura clearance-ul mediat de controlul intracelular al calitii. HSP asist mpachetarea proteinelor sintetizate de novo n timp ce acestea circul n diferite compartimente celulare i favorizeaz rempachetarea proteinelor denaturate sau lezate. n caz de insucces, ubiquitin ligaza E3, cum ar fi HSC70 protein de interaciune CHIP, induce ubiquitinizarea i astfel selecteaz proteinele nefoldate sau lezate pentru degradare preferenial prin UPS. Acest sistem are un rol major n meninerea calitii celulare, degradnd substanele ntr-un mod nalt selectiv cu ajutorul legturilor covalente realizate de lanurile de ubiquitin, servind ca motive de recunoatere pentru proteosomii 26S. Dac aceste mecanisme sunt suprasolicitate, poate aprea agregarea proteinelor. Astfel se formeaz corpii de incluziune, numii i agresomi, care sunt livrai lisosomilor pentru degradare autofagic. Agresomii ubiquitinai pot fi degradai i prin UPS. Importana biologic a agregatelor nu a fost elucidat, dei poate avea un rol protector prin ndeprtarea activ a monomerilor mpachetai greit, toxici i prevenirea toxicitii la nivel intracelular. Pe de alt parte pot bloca degradarea proteosomal i crete citotoxicitatea.Legturile moleculare ntre mecanismul proteosomal i cel autofagicDei pentru mult timp s-a presupus c aceste dou sisteme degradative sunt complementare, dar separate, cu inte specifice, exist din ce n ce mai multe dovezi care sugereaz numeroase puncte comune. Modul n care o protein greit foldat este degradat este determinat de activitatea relativ a fiecrui sistem. De exemplu, s-a demonstrat c activarea factorului de transcripie O3 induce ambele tipuri de degradri. nc nu se tie dac autofagia este un sistem de degradare strict separat sau compensatoriu atunci cnd UPS este implicat. O legtur molecular ntre aceste sisteme poate fi HDAC6, o deacetilaz asociat microtubulilor care interacioneaz cu proteinele poliubiquitinate i poate rezolva defectele UPS prin creterea autofagiei. Inhibarea pe termen lung a autofagiei poate crete numrul substratelor proteosomale cu compromiterea UPS ca o consecin a acumulrii de p62. Proteinele chaperone Bag1 i Bag3 au un important rol reglator n recunoaterea proteinelor greit mpachetate n vederea degradrii. Ca urmare a mbtrnirii celulei, cantitatea acestora crete progresiv. n acest caz, se trece de la exprimarea Bag1 la Bag3 pentru a controla recunoaterea proteinelor defecte i acumularea n agregate cu p62. Bag1 este nalt exprimat n celulele tinere i favorizeaz degradarea proteosomal, pe cnd Bag3 se gsete n celulele mbtrnite i este corelat cu creterea activitii autofagice i formarea de p62. Raportul Bag1/Bag3 decide ntre cele dou tipuri de degradri. Bag3 a fost gsit n acelai complex cu p62 i interacioneaz cu Hsp/Hsp70. p97/VCP, o protein chaperone ce interacioneaz cu HDAC6, este legat de ambele sisteme de degradare: dezasambleaz complexele proteice pentru degradarea prin UPS i interacioneaz cu agregatele proteice destinate autofagiei. Mutaiile n p97 determin un defect al maturrii autofagosomale prin prevenirea fuziunii lisosom-autofagosom. Aceasta duce la proteinopatii, miopatii de corpi de incluziune asociate cu boala Paget a oaselor i demena fronto-temporal.Un alt tip de suprapunere ntre degradarea proteosomal i cea lisosomal se gsete la nivelul substratului. Anumite lanuri de ubiquitin favorizeaz un sistem de degradare sau altul. Principalii factori ai acestui proces sunt ligazele E3, care, mpreun cu enzimele specifice E2, sunt responsabile de conjugarea diferitelor lanuri de ubiquitin. Proteinele greit mpachetate rezistente la rempachetare cu ajutorul proteinelor chaperone sunt ubiquitinate cu lanuri K48 de ligaza E3 CHIP i degradate de proteosomi. Cu ajutorul E2, CHIP este capabil s fac lanuri K63 i s marcheze substratul pentru autofagie. De exemplu, -sinucleina este degradat att de proteosomi, ct i prin autofagie dup ubiquitinarea cu CHIP. Un studiu recent a artat c expresia proteinelor predispuse la agregare cu diferite mutaii ale ubiquitinei n culturi celulare duce la formarea de corpi de incluziune. La biogeneza acestor incluziuni au contribuit modificri ale poliubiquitinrii lanurilor K48 i K63 i ale monouibiquitinrii, dar numai lanurile K63 au indus degradarea autofagic a corpilor de incluziune. Ligaza E3 Parkin este capabil s lege diferite lanuri de ubiquitin, dei mecanismul nu este elucidat. Multe proteine pot suferi ubiquitinare Parkin-dependent a lanurilor K48, urmat de degradare proteosomal. Ligaza Parkin poate forma lanuri de poliubiquitin K63 pe proteinele DJ-1 defecte, marcndu-le pentru formarea de agresomi via HDAC6. Studii recente au artat c aceast ligaz favorizeaz autofagia selectiv a mitocondriilor disfuncionale. Interacionnd cu diferiti cofactori n condiii specifice, ligazele E3 precum CHIP i Parkin funcioneaz ca ligaze de ubiquitin cu funcie dual, marcnd substratul pentru cile de degradare proteosomal sau autofagic.Modificatorii autofagiei au funcii ale UBL (sistemul ubiquitin-like) Autofagia este divizat n mai muli pai:1. iniierea ncepe cu formarea unei membrane n form de semilun, numit fagofor2. elongarea fagoforului cu nglobarea componentelor citoplasmatice, inclusiv organite i nchiderea acestuia cu formarea unei vacuole cu membran dubl, numit autofagosom3. fuziunea membranei externe a fagosomului cu un lisosom cu formare de autolisosom Mai mult de 30 de gene legate de autofagie (ATG) sunt implicate n formarea autofagosomului. Principalele proteine ATG au o mare omologie funcional i au fost ncadrate n 4 subgrupuri. Sistemele UBL de conjugare ATG12 i LC3 sunt nalt conservate de la drojdii la om i funcioneaz n autofagia selectiv i neselectiv n timpul formrii autofagosomului. Dei Atg 12 i LC3, ce fac parte din familiile de proteine LC3 i GABARAP, nu au omologie de secven evident cu ubiquitina de la drojdii pn la om, ele au un superdomeniu ubiquitin-like i prezint similariti cu sistemul de conjugare al ubiquitinei. Cele dou sisteme folosesc o enzim E1-like n prima etap a activrii, numit Atg7 n sistemul UBL. Enzima E2-like Atg10 conjug Atg12 la Atg5 pentru a forma un complex cu Atg16. n final, similar cu ligaza E3, acest complex asist ligarea LC3 la PE (folfatidiletanolamin) cu ajutorul Atg3, o enzim E2-like. Cistein proteaza Atg4 are un rol dual: proceseaz LC3 naintea activrii lor i apoi ndeprteaz LC3 de pe PE autofagosomului dup formarea veziculei. Speciile reactive de oxigen (ROS) sunt implicate n reglarea activrii Atg4 n aceast etap. Resturile de glicin expuse ale LC3 pot fi conjugate la PE, cu formare de LC3-II. n forma conjugat, LC3 pare s fie indispensabil pentru hemifuziunea membranelor lipidice, contribuind la expansiunea autofagosomului. Mai mult, LC3 poate controla dimensiunea autofagosomilor.Rolul ubiquitinei n diferite tipuri de autofagie selectiv i implicaiile ei n maladii Moleculele de ubiquitin sunt recunoscute de proteinele ce conin domenii de legare a ubiquitinei (UBD). LC3 interacioneaz cu o secven scurt, hidrofob, numit motiv LIR (LC3 interacting region). Motivele LIR au fost identificate n proteinele adaptor, unde au i capacitatea de a lega substraturi ubiquitinate, facilitnd degradarea autofagic. Aceti receptori autofagici sunt implicai n eliminarea agregatelor proteice, organitelor i patogenilor. Pot fi deosebite mai multe tipuri de autofagie selectiv pe baza specificitii remarcabile de substrat a acestui proces: agrefagie, mitofagie, xenofagie, ribofagie i pexofagie. Rolul lui p62/SQSTM1 (sequestosome 1) i al NBR1 n autofagia selectivp62/SQSTM1 este o component normal a corpilor de incluziune ubiquitinai ntlnii n bolile neurodegenerative i hepatice, ca i n celulele n cultur. p62 este o protein adaptor multifuncional implicat n diferite procese biologice cum ar fi semnalizare celular, difereniere i n ndeprtarea agregatelor proteice toxice. Prin intermediul domeniilor Phox i Bem1p (PB1) poate oligomeriza i interaciona cu protein-kinaze i NBR1. Poate lega proteine mono- sau poliubiquitinate prin domeniul UBA (ubiquitin-associated). Este necesar pentru concentrarea proteinelor ubiquitinate i formarea de agregate i pentru clearance-ul lor. Epuizarea ei asociat cu inhibarea autofagiei previne acumularea agregatelor proteice ubiquitin-pozitive, artnd c p62 este esenial pentru autofagia bazal. Legndu-se direct de LC3 prin motivul LIR, p62 devine un receptor autofagic selectiv, aducnd agregatele proteice ubiquitinate la agresomii n formare. Importana ei n degradarea proteinelor defecte sau agregatelor este sugerat de evoluia mai multor maladii osoase umane. Rolul domeniului UBA pare s fie critic n acest caz. Boala Paget a oaselor, o maladie metabolic cronic caracterizat prin turnover osos crescut cu leziuni n ntreg scheletul, este frecvent asociat cu mutaii ale p62, mai ales n domeniul UBA. Mutaiile dominante n una dintre alelele sale conduc la deleia total a UBA sau la incapacitatea de a lega ubiquitina. Pierderea UBA conduce la osteoclastogenez ridicat, deci funcia p62 este important pentru procese biologice specifice cum ar fi formarea oaselor. Eficiena legrii lanurilor de ubiquitin poate constitui o punte pentru cile de semnalizare celular. De exemplu, fosforilarea serinei 403 din domeniul UBA poate mbunti legarea lanurilor de ubiquitin i conduce la creterea clearance-ului autofagic al proteinelor ubiquitinate. NBR1 are o structur pe domenii asemntoare cu p62 i se leag direct de ubiquitin i LC3. Dei NBR1 i p62 au secvene i dimensiuni diferite, ambele au un domeniu PB1 la captul N-terminal i un domeniu UBA i un motiv LIR la captul C-terminal. NRB1 dimerizeaz prin domeniul coiled-coil, iar p62 prin domeniul PB1. NRB1 se poate lega direct la p62 i mpreun funcioneaz ca receptori pentru degradarea autofagic a substratelor ubiquitinate. Eliminarea derivatelor inelului contractil de la sfritul mitozei prin degradare autofagic este dependent doar de NBR1, fr vreo implicare decelabil a p62. Totui s-a raportat c p62 ar avea o implicare n clearance-ul inelului. Acumularea de derivate ale inelului contractil prin eludarea autofagiei este asociat cu reprogramarea celular a celulelor stem i tumorigenitatea crescut a celulelor stem cu potenial neoplasmic. NBR1 promoveaz diferenierea celular i poate aciona ca un supresor antitumoral n acest caz. Similar cu p62, NBR1 este implicat n remodelarea osoas. Poate fi implicat n maladii cauzate de proteine degradate, cum ar fi miozita sporadic a corpilor de incluziune, iar degradarea autofagic poate juca un rol important n patofiziologie. Mitofagia Autofagia selectiv a mitocondriilorMitofagia mediaz ndeprtarea mitocondriilor prin eliminarea selectiv a celor defecte ca o form de control al calitii sau prin ndeprtarea mitocondriilor n exces pentru adaptarea la cerinele metabolice sau n timpul stadiilor de dezvoltare specializate, cum ar fi diferenierea eritrocitelor. Rolul ubiquitinei n aceste dou forme de mitofagie este distinct. n timpul maturrii reticulocitelor s-a demonstrat c Nix (Bnip3L) acioneaz ca un receptor mamalian pentru mitofagie i este important n ndeprtarea complet a mitocondriilor. Spre deosebire de alte proteine adaptoare autofagice, Nix are un motiv LIR, dar i lipsete domeniul UBD. Probabil datorit localizrii n membrana mitocondrial extern, ubiquitinarea nu este necesar pentru transportul Nix-dependent al mitocondriilor lezate ctre autofagosomi.n timpul fertilizrii, clearance-ul mitocondrial are un rol important deoarece motenirea mitocondriilor materne i a ADN-ului lor la mamifere deriv din eliminarea selectiv a mitocondriilor spermatiilor, care sunt marcate cu ubiquitin. S-a artat c, dup fertilizare, mitocondriile ubiquitinate din piesa intermediar a spermatiilor de oarece sunt LC3-pozitive. Lanurile de ubiquitin p62 i K63 au i ele aceeai localizare, sugernd c acest receptor al autofagiei selective poate fi implicat i n procesele de degradare. S-a demonstrat c la C. elegans mitocondriile paterne sunt degradate prin autofagie indus de fertilizare. Totui, mitocondriile spermatozoizilor nu sunt ubiquitinate nici nainte, nici dup ptrunderea n ooplasm. Organitele membranare ale acestora au fost rapid ubiquitinate dup fertilizare, fiind apoi degradate prin autofagie. Mitocondriile formeaz reele celulare ntinse i constituie situri importante de producere a ATP-ului. Morfologia lor determin rspuns celular ctre autofagie, dar cele alungite sunt cruate de la degradarea autofagic, au activitate ATP-sintetazic crescut i menin producerea de ATP. Mitocondriile disfuncionale sunt principala surs de specii reactive de oxigen i citocrom c, care cauzeaz lezarea celulei i moartea ei. Acumularea acestora este prezent n bolile neurodegenerative, hipoxie i cancer. De aceea, ndeprtarea lor este esenial, iar pierderea potenialului de membran datorat lezrii mitocondriilor conduce la degradare autofagic. Acest proces este ubiquitin-dependent, n special n cazul mitofagiei mediate Parkin. Ligaza Parkin E3 este translocat la mitocondriile defecte i mediaz ubiquitinarea canalului anionic 1 voltaj dependent (VDAC1). p62 este apoi recrutat la acesta ntr-un mod K63- sau K27-dependent, conducnd la acumulri de mitocondrii i degradare autofagic. Recent s-a demonstrat c HDAC6 este asociat mitocondriei dup ubiquitinarea mediat Parkin i este necesar pentru degradare. Cum HDAC6 se leag de ubiquitin i microtubuli, poate fi veriga dintre transportul mitocondriilor lezate i mitofagie. Pe lng ubiquitinarea K63-linkat, alte substraturi Parkin pot fi ubiquitinate, cum ar fi mitofusina. Aceasta este o guanozin 5-trifosfataz transmembranar localizat n membrana extern a mitocondriei i mediaz fuziunea mitocondrial. Prin degradarea selectiv a mitofusinei, Parkin poate inhiba o nou fuziune a mitocondriilor. Recunoaterea mitocondriilor defecte pentru ndeprtare selectiv poate fi iniiat de proteinele membranare integrale. De exemplu, Nix mediaz translocarea Parkin i mitofagia n fibroblastul din embrion de oarece i poate recruta GABARAPL1 la mitocondriile depolarizate. Un alt receptor, FUNDC1, a fost identificat n mitofagia indus de hipoxie, ce interacioneaz cu LC3 prin intermediul unui motiv LIR. Xenofagia Ubiquitinarea i autofagia patogenilorn xenofagie numai fagosomii ce conin patogeni sunt marcai pentru degradare autofagic. Influena ubiquitinei n xenofagie n contextul invaziei bacteriene a fost demonstrat n mai multe studii. Asocierea ubiquitinei cu bacteriile intracelulare a condus la ipoteza c autofagia antimicrobian necesit un mecanism ubiquitin-dependent pentru recunoterea ncrcturii i degradare, analog cu agrefagia. Se cunosc trei proteine adaptor autofagice: p62, NDP52 i OPTN (optineurin), ce ndeplinesc un rol dual n recunoaterea bacteriilor din citosol ubiquitinate i transportul lor n autofagosomi. Aceste proteine nu sunt redundante, lipsa oricreia dintre ele duce la hiperproliferarea Salmonella typhimurium i toate proteinele sunt recrutate independent la aceeai bacterie. NDP52 funcioneaz n imunitatea nnscut mpotriva patogenilor din citosol prin legare la TBK1, semnalnd calea ctre eliminarea autofagic. TBK1 este o serin-treonin-kinaz care are activitate antibacterian i stimuleaz legarea LC3 de OPTN prin fosforilarea unui rest de serin adiacent cu motivul LIR al OPTN. Similar cu semnalizarea dat de NDP52 i TBK1, p62 interacioneaz cu protein kinaze C atipice, care faciliteaz livrarea vacuolelor cu Salmonella pentru autofagie. TBK1 formeaz i un complex cu proteina FYVE care poate favoriza formarea membranelor autofagosomale n jurul ncrcturilor ubiquitinate mari, precum bacteriile. Pe lng recunoaterea patogenilor, p62 mediaz recrutarea peptidelor antibacteriene derivate din ribozomi i proteine ubiquitinate n compartimente nchise, ceea ce este esenial pentru aprarea antibacterian. O alt explicaie pentru aciunea non-redundant a p62, NDP52 i OPTN se poate baza pe domeniile lor UBD. Capacitatea acestor domenii de a lega diferite lanuri de ubiquitin poate explica localizarea diferenial a receptorilor autofagici n microdomenii distincte ce nconjoar bacteria. Nu se cunosc nc tipul de ubiquitin-ligaz E3 sau de lan de ubiquitin conjugat de pe suprafaa bacteriilor. Eliminarea patogenilor poate fi controlat prin modificri n afinitatea de legare de substratul ubiquitinat. Domeniul UBA al p62 este critic pentru recrutarea S. typhimurium ubiquitin-pozitiv. Similar cu fosforilarea LIR din OPTN mediat de TBK1, ce rezult ntr-o legare mai puternic a LC3, fosforilarea serinei 403 din domeniul UBA al p62 a mrit legarea lanurilor de ubiquitin. De aceea, recrutarea mai multor kinaze n vecintatea bacteriilor marcate pentru autofagie poate asigura reglarea corelat a identificrii patogenului i eliminarea eficient a acestuia prin autofagie. Pe lng aprarea ubiquitin-dependent, ce survine mai trziu n cadrul invaziei bacteriene, exist o linie timpurie de aprare caracterizat prin acumularea de diacilglicerol n veziculele ce conin bacteriile, vezicule marcate mai apoi pentru autofagie. Bacteriile ce scap acestei prime linii expun glicani pe suprafaa vacuolelor lezate. Recent, s-a demonstrat c glicanii de pe suprafaa S. typhimurium sunt marcai de galectina 8, o lectin citosolic care leag direct NDP52, ce promoveaz autofagia antibacterian ntr-un mod independent de ubiquitin. Aceast interaciune este trectoare i este urmat de o recrutare NDP52 ubiquitin-dependent, ce constituie a treia linie de aprare.

Ubiquitinarea i alte forme de autofagie selectivExist dovezi care sugereaz c peroxisomii (pexofagie), ribosomii (ribofagie) i reticulul endoplamic n exces (reticulofagie) sunt de asemenea degradai selectiv prin autofagie. Mecanismul de recunoatere este insuficient neles, dar poate necesita ubiquitinare. De exemplu, un rol important al ubiquitinei n pexofagie a fost descris prin monoubiquitinarea peroxisomilor, ce a fost suficient pentru marcarea lor spre autofagosomi ntr-un mod dependent de p62. Activitatea de deubiquitinare a Ubp3/Bre5 este esenial pentru autofagia selectiv a ribosomilor n exces. Similar, autofagia selectiv a granulelor de zimogen este dependent de activitatea proteazei ubiquitin-specifice USP9x. Se pare c USP9x regleaz nglobarea selectiv a granulelor de zimogen prin deubiquitinarea unei proteine asociate autofagiei, numit proteina 1 a membranei vacuolei. Se pare c att ubiquitinarea, ct i deubiquitinarea anumitor molecule sunt necesare pentru zimofagie. Totui, ligaze E3 specifice nu au fost identificate pn n prezent. Un alt exemplu de autofagie selectiv este reticulofagia indus de UPR (unfolded protein response). n cazul stresului RE, reticulofagia poate constitui un mecanism de supravieuire a celulei mpotriva expansiunii induse de UPR. Reducerea volumului RE este urmat de reducerea cantitii de proteine ale RE nempachetate, dei nu se cunosc mecanismele moleculare. Bibliografie1. Ubiquitination and selective autophagy, S. Shaid, CH Brandts, H Serve and I Dikic, Cell Death and Differentiation 20, 20138