线粒体自噬是一种特殊的细胞自噬过程，旨在清除受损或功能失调的线粒体，从而维持细胞内环境的稳态，其机制涉及多个步骤和参与者。
当线粒体受损时，其表面会发出特定的信号，吸引自噬相关蛋白和结构的注意。在哺乳动物中，受损线粒体的消除主要通过泛素依赖途径进行。特别地，PTEN诱导的假定激酶1 (PINK1)和Parkin蛋白起到了关键作用。在正常情况下，PINK1的表达水平较低，因为它不断地转移到线粒体的内膜并被移除。然而，当线粒体膜电位受损时，PINK1进入线粒体内膜的路径被阻断，导致其在线粒体外膜上稳定积聚。
随后，Parkin蛋白被激活并与PINK1相互作用。Parkin是一种E3泛素连接酶，负责将泛素分子与底物蛋白连接。当Parkin的空间构象发生改变时，其催化作用的半胱氨酸暴露并转化为活化的E3泛素连接酶。活化的Parkin进而泛素化线粒体外膜上的蛋白，如VDAC1和Mfn1/2，这些泛素化标签成为自噬机制识别受损线粒体的“吃我”信号。
接下来，自噬相关基因（Atg）和膜相关蛋白（如LC3）识别这些带有泛素标签的线粒体，并启动自噬体的形成。自噬体随后与溶酶体融合，释放酸性酶将线粒体降解成单体物质。这些单体物质可以进入细胞质进行再利用，以维持生命活动的正常运转。
此外，适配器蛋白（如p62, OPTN, NDP52）也参与了这一过程。它们识别线粒体蛋白上的磷酸化泛素链，并通过与LC3结合，启动自噬体的形成。某些激酶如TBK1可以磷酸化这些适配器蛋白，从而增强它们与泛素链的结合亲和力，进一步促进线粒体自噬的发生。
线粒体自噬的机制是一个复杂而精细的过程，涉及多个蛋白和信号通路的相互作用。通过清除受损线粒体，线粒体自噬不仅有助于维持细胞内环境的稳态，还在细胞代谢、免疫应答等方面发挥着重要作用。
