Autofagia: A Reciclagem Celular
mTORC1 vs. AMPK: O Interruptor
Quando Autofagia É Desligada (Nutrientes Abundantes): ``` AA + Glicose → mTORC1 Ativo (via v-ATPase/RAGULATOR/RagGTPases + AKT/TSC2/Rheb) mTORC1 → Fosforila ULK1 Ser757 → ULK1 INATIVO mTORC1 → Fosforila ATG13 → Dissolve Complexo ULK1 = SEM Autofagia ```
Quando Autofagia É Ligada (Estresse Metabólico/Jejum): ``` ↓ ATP → AMPK Ativa (AMP/ATP ↑ → AMPKα-Thr172 Fosforilado por LKB1) AMPK → Fosforila ULK1 Ser317/Ser555 → ULK1 ATIVO AMPK → Fosforila Raptor + TSC2 → Inativa mTORC1 (Dupla Ativação de Autofagia!) Rapamicina → Liga FKBP12 + mTOR → Inibe Complexo mTORC1 = Autofagia Farmacológica ```
---
Formação do Autofagossoma: Os ATGs
5 Fases:
1. Iniciação: ``` ULK1 Ativo + ATG13 + FIP200 (RB1CC1) + ATG101 = Complexo ULK1 ```
2. Nucleação do Fagoforo: ``` VPS34 (PI3K Classe III) + Beclin-1 + ATG14L + VPS15 = Complexo PI3K → PI3P (Phosphatidylinositol 3-P) no Fagoforo (RE Derivado) → PI3P Recruta WIPI2 + DFCP1 → Marca o Fagoforo
Regulação de Beclin-1: BCL-2/BCL-XL (Anti-Apoptóticos) + Beclin-1 (Via BH3-Domain) → INIBEM VPS34 JNK (em Jejum/Estresse) → Fosforila BCL-2 → Separa BCL-2 de Beclin-1 → Libera VPS34 → Autofagia ```
3. Elongação (Sistemas de Conjugação): ``` Sistema 1 (ATG12-ATG5): ATG7 (E1-Like) → Ativa ATG12 ATG10 (E2-Like) → Transfere ATG12 para ATG5 ATG12-ATG5 + ATG16L1 = Complexo Curvatura na Membrana
Sistema 2 (LC3-PE = LC3-II): ATG4B → Cliva Pró-LC3 → LC3-I (Citossólico) ATG7 (E1) → Ativa LC3-I ATG3 (E2) → Transfere LC3 para PE → LC3-II (PE-Conjugado) = Incorporado nas DUAS Membranas do Autofagossoma ```
LC3-II como Marcador:
- LC3-I (Citossólico, Difuso) → LC3-II (Puncta = Dots)
- Western Blot: Razão LC3-II/LC3-I ↑ = Mais Autofagia
- p62/SQSTM1: Ligante de Ubiquitina + LC3 → Degrado em Autofagia; Acumula se Autofagia Bloqueada
---
Mitofagia: PINK1 e Parkin
Por Que Mitofagia é Essencial:
- Mitocôndrias Danificadas → ROS Excessivo + Menos ATP → Apoptose
- PINK1/Parkin = Controle de Qualidade Mitocondrial
Mecanismo PINK1/Parkin: ``` Mitocôndria Saudável (ΔΨm Normal): PINK1 → Importado via TOM20/TIM23 → PARL (Protease) → Cliva → Degrado Citoplasmático = PINK1 Baixo/Ausente na OMM
Mitocôndria Danificada (ΔΨm Colapsa, ex: CCCP): PINK1 NÃO Importado (TIM23 Colapsa) → Acumula na OMM PINK1 Autofosforilado (Thr257) → Ativo ↓ PINK1 → Fosforila pUb (Ubiquitina-Ser65) + Parkin (Thr175/Ser65 do LBD) Parkin Ativo → Ubiquitina Proteínas OMM: TOMM20, VDAC, Mfn1/2 ↓ Receptores: OPTN + NDP52 (Ligam pUb) → Ligam LC3-II → Autofagossoma Envolve Mitocôndria = Mitofagossoma → Fusão com Lisossoma → Mitofagia ```
---
Autofagia e Doenças Neurodegenerativas
Doença de Parkinson:
- PINK1 (PARK6) e Parkin (PARK2): Mutações = Formas Familiares Precoce
- Sem PINK1/Parkin: Mitocondriais Danificadas Acumulam → ROS → Morte Dopaminérgica
- α-Sinucleína (SNCA): Agrega → Inibe CMA (Bloqueia LAMP-2A) + Inibe Autofagia via Rab1A → Ciclo Vicioso
Doença de Alzheimer:
- Tau Hiperfosforilado Agrega → Inibe Maquinaria de Autofagia
- Aβ42 Oligômeros → Dano Lisossomal → Autofagia Incompleta (Catepsinas Não Funcionam)
- BECLIN-1 Reduzido em Cérebros de Alzheimer (Haploinsuficiência)
Huntington:
- Htt Mutante (PolyQ Expandido) → Bloqueia Reconhecimento de Cargo pelo Receptor p62 → Acumula Proteínas Ubiquitinadas + Disfunção Mitocondrial
---
Referências
- Mizushima N, et al. "The role of Atg proteins in autophagosome formation." *Annu Rev Cell Dev Biol.* 2011;27:107–132.
- Youle RJ, Narendra DP. "Mechanisms of mitophagy." *Nat Rev Mol Cell Biol.* 2011;12(1):9–14.
- Green DR, et al. "Mitochondria and the autophagy–inflammation–cell death axis in organismal aging." *Science.* 2011;333(6046):1109–1112.
- Levine B, Kroemer G. "Biological functions of autophagy genes: a disease perspective." *Cell.* 2019;176(1-2):11–42.
- Narendra DP, et al. "PINK1 is selectively stabilized on impaired mitochondria to activate Parkin." *PLoS Biol.* 2010;8(1):e1000298.
- Galluzzi L, et al. "Molecular definitions of autophagy and related processes." *EMBO J.* 2017;36(13):1811–1836.