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オートファジーの謎 を紐解く その1

今回はオートファジーという
細胞の働きについて
ご紹介します。
参考書は
水島昇先生著”オートファジーの謎”です。
知る人ぞ知る
細胞の摩訶不思議なでも重要な働きをご紹介します。

第一章 オートファジー、細胞内の大規模分解系
第二章 酵母でブレークしたオートファジー研究
第三章 自分を食べて飢餓に耐える
第四章 細胞の性質を変えるためのオートファジー
第五章 細胞内を浄化するオートファジー
第六章 相手を狙い撃ちする選択的オートファジー
第七章 免疫系でも活躍するオートファジー
第八章 オートファジーの研究最前線

第一章 オートファジー、細胞内の大規模分解系
私たちは毎日約70gのタンパク質を食べている。だが、毎日200gのタンパク質を合成している。食べる量より、合成する量の方が多い。なぜか。細胞の話から。細胞は生物が生きていくことのできる最少単位。直径10から100ミクロンの大きさでヒトの場合、種類は200くらい、個数は60兆個である。細胞の寿命は短いものは3日(腸上皮)からほぼ一生使える細胞(神経細胞)まであるが、細胞内は常に掃除をしている。細胞内構造は徐々に古くなり、機械と同じで、部品の交換や古くなったものを捨てたりする。しかし、細胞内にこのようなゴミをいれておくのはよくないこと。さて飢餓の時私たちは自前でタンパク質をつくらなければならない。この時使われるのが細胞内のタンパク質なのだ。また細胞は変化(分化)しなければならない。この時もオートファジーのシステムが利用される。リソソームの話をしよう。細胞の中は細胞核と細胞質がある。細胞質には細胞小器官とサイトゾルがある。細胞小器官には、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジ体、エンドソーム、リソソーム、ペルオキシソームなどがある。このリソソームは細胞内のごみ処理工場である。リソソームは色々な風貌をしており、中は酸性(PH4程度)で分解酵素が70種類も含まれここに運ばれてきたらなんでも分解される。タンパク質が分解されて生じるアミノ酸はリソソームの膜を通って細胞質内にもどっていく。いったいリソソームの中で何が分解されているのだろう。マクロファージという細胞が細菌を食べこむ時を考えよう。マクロファージが細菌を取り込む。これをファゴソームという。ファゴソームは細胞質内のリソソームと融合し、細菌は分解を受ける。外部のものを取り込み分解することをエンドサイトーシスという。細胞内部のものを分解するこれこそオートファジーであって、マクロオートファジー、ミクロオートファジー、シャペロン介在性オートファジーがある。マクロオートファジーとはか解離膜という膜が細胞内の分解したいものをとりまき囲い、リソソームと融合し分解するというもの。タンパク質はアミノ酸へ、多糖類は単糖類へ、核酸はヌクレオチドへ、単量体になり、細胞質内へもどされる。ミクロオートファジーはリソソームの膜そのものが内側にくびれこみ、やがてちぎれてリソソームの内部に小さな袋となってすっぽり落ち込むというものである。この小胞の内部にはわずかではあるが細胞質成分が含まれる。細胞質を少しずつたべるのがミクロオートファジーのしくみである。シャペロン介在性オートファジーは分解されるべきタンパク質がリソソームの膜を直接突き抜けるという裏ワザ的方法で、膜透過のための特別な装置が必要なる。どのようなタンパク質が選ばれるかというとタンパク質内部にあるアミノ酸配列があり、サイトゾルのシャペロン分子によって識別されてリソソーム表面へと運ばれるらしい。
オートファジーの役割の概略としては①飢餓に耐えること。細胞が外部から十分な栄養をとれない時にオートファジーはおこる。②発生の過程で大規模に細胞内を変えなければならない時もオートファージ―はおこる。③オートファジーは細胞内をきれいにする浄化作用も持っている。④オートファジーは自己成分以外も分解する。細菌やウィルスが細胞内に侵入したときなどおこる。⑤さらに抗原提示という免疫のひとつのステップにも関与する。つまりオートファジーは多岐に渡っているのだ。
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