خودخواری
زیست‌شناسی مولکولی

ATG مخفف "AuTophaGy"-related است، که هم برای ژن‌ها و هم برای پروتئین‌های مرتبط با فرایند بیولوژیکی اتوفاژی به کار می‌رود. حدود ۱۶-۲۰ ژن ATG حفاظت‌شده وجود دارد که برای بسیاری از پروتئین‌های هسته ATG که از مخمر تا انسان حفظ شده‌اند، کدگذاری می‌کنند. ATG ممکن است بخشی از نام پروتئین باشد (مانند ATG7) یا بخشی از نام ژن باشد (مانند ATG7)، اگرچه همه پروتئین‌ها و ژن‌های ATG از این الگو پیروی نمی‌کنند (مانند ULK1).
به عنوان مثال‌های خاص، آنزیم UKL1 (کمپلکس کیناز) بیوژنز اتوفاگوزوم را القا می‌کند، و ATG13 (پروتئین مرتبط با اتوفاژی 13) برای تشکیل فاگوزوم مورد نیاز است.
اتوفاژی توسط ژن‌های ATG اجرا می‌شود. قبل از سال ۲۰۰۳، ده یا چند نام استفاده می‌شد، اما پس از این نقطه، یک نامگذاری یکپارچه توسط محققان اتوفاژی قارچی ابداع شد. اولین ژن‌های اتوفاژی توسط غربالگری‌های ژنتیکی انجام شده در ساکارومایسس سرویزیه شناسایی شدند. پس از شناسایی آنها، این ژن‌ها از نظر عملکرد مشخص شدند و ارتولوگ‌های آنها در انواع مختلفی از موجودات مختلف شناسایی و مورد مطالعه قرار گرفتند. امروزه، سی و شش پروتئین Atg به عنوان پروتئین‌های بسیار مهم برای اتوفاژی طبقه‌بندی شده‌اند که ۱۸ تای آنها به ماشین‌آلات هسته تعلق دارند.
در پستانداران، حس اسید آمینه و سیگنال‌های اضافی مانند فاکتورهای رشد و گونه‌های فعال اکسیژن فعالیت پروتئین کینازها mTOR و AMPK را تنظیم می‌کنند. این دو کیناز اتوفاژی را از طریق فسفوریلاسیون مهاری کینازهای Unc-51-like ULK1 و ULK2 (همولوگ‌های پستانداران Atg1) تنظیم می‌کنند. القای اتوفاژی منجر به دفسفوریلاسیون و فعال شدن کینازهای ULK می‌شود. ULK بخشی از یک کمپلکس پروتئینی است که حاوی Atg13، Atg101 و FIP200 است. ULK بکلین-۱ (همولوگ پستانداران Atg6) را فسفریله و فعال می‌کند، که آن هم بخشی از یک کمپلکس پروتئینی است. کمپلکس Beclin-1 القاکننده اتوفاژی حاوی پروتئین‌های PIK3R4(p150)، Atg14L و کیناز فسفاتیدیل اینوزیتول 3-فسفات کلاس III (PI(3)K) Vps34 است. کمپلکس‌های فعال ULK و Beclin-1 به محل شروع اتوفاگوزوم، فاگوفور، تغییر مکان می‌دهند، جایی که هر دو به فعال‌سازی اجزای اتوفاژی پایین‌دست کمک می‌کنند.
هنگامی که VPS34 فعال شد، لیپید فسفاتیدیل اینوزیتول را برای تولید فسفاتیدیل اینوزیتول 3-فسفات (PtdIns(3)P) روی سطح فاگوفور فسفریله می‌کند. PtdIns(3)P تولید شده به عنوان یک نقطه اتصال برای پروتئین‌های حامل یک موتیف اتصال PtdIns(3)P استفاده می‌شود. اخیراً نشان داده شده است که WIPI2، یک پروتئین اتصال PtdIns(3)P از خانواده پروتئین WIPI (پروتئین تکرارشونده WD که با فسفواینوزیتیدها تعامل دارد)، به طور فیزیکی به ATG16L1 متصل می‌شود. Atg16L1 عضوی از یک کمپلکس پروتئینی E3-like است که در یکی از دو سیستم کونژوگاسیون یوبیکوییتین-مانند ضروری برای تشکیل اتوفاگوزوم نقش دارد. غشاهای مشتق‌شده از FIP200 cis-Golgi با غشاهای اندوزومی مثبت ATG16L1 ادغام می‌شوند تا پروفاگوفور به نام HyPAS (ساختار پیش از اتوفاگوزومی هیبریدی) را تشکیل دهند. اتصال ATG16L1 به WIPI2 فعالیت ATG16L1 را واسطه می‌کند. این امر منجر به تبدیل پایین‌دست پروفاگوفور به فاگوفور مثبت ATG8 از طریق یک سیستم کونژوگاسیون یوبیکوییتین-مانند می‌شود.
اولین سیستم کونژوگاسیون یوبیکوییتین-مانند دخیل در اتوفاژی، پروتئین یوبیکوییتین-مانند Atg12 را به طور کووالانسی به Atg5 متصل می‌کند. سپس پروتئین مزدوج حاصل به ATG16L1 متصل می‌شود تا یک کمپلکس E3-like تشکیل دهد که به عنوان بخشی از سیستم کونژوگاسیون یوبیکوییتین-مانند دوم عمل می‌کند. این کمپلکس Atg3 را متصل و فعال می‌کند، که همولوگ‌های پستانداران پروتئین مخمر یوبیکوییتین-مانند ATG8 (LC3A-C، GATE16 و GABARAPL1-3)، که مورد مطالعه‌ترین آنها پروتئین‌های LC3 هستند، را به لیپید فسفاتیدیل اتانول آمین (PE) روی سطح اتوفاگوزوم‌ها متصل می‌کند. LC3 لیپیدی‌شده به بسته شدن اتوفاگوزوم‌ها کمک می‌کند، و اتصال بارهای خاص و پروتئین‌های آداپتور مانند Sequestosome-1/p62 را امکان‌پذیر می‌سازد. سپس اتوفاگوزوم تکمیل‌شده از طریق عملکرد پروتئین‌های متعدد، از جمله SNAREs و UVRAG با یک لیزوزوم ادغام می‌شود. پس از ادغام، LC3 در سمت داخلی وزیکول حفظ شده و همراه با بار تخریب می‌شود، در حالی که مولکول‌های LC3 متصل به سمت بیرونی توسط Atg4 جدا شده و بازیافت می‌شوند. محتویات اتولیزوزوم متعاقباً تخریب می‌شوند و بلوک‌های ساختمانی آنها از طریق عملکرد پرمئازها از وزیکول آزاد می‌شوند.
سرتوئین 1 (SIRT1) اتوفاژی را با جلوگیری از استیلاسیون پروتئین‌ها (از طریق داستیلاسیون) مورد نیاز برای اتوفاژی تحریک می‌کند، همانطور که در سلول‌های کشت‌شده و بافت‌های جنینی و نوزادی نشان داده شده است. این عملکرد پیوندی بین بیان سرتوئین و پاسخ سلولی به مواد مغذی محدود به دلیل محدودیت کالری فراهم می‌کند.