自噬受体卵白NDP52的构造和作用机制研讨方面取得停顿

起源：上海无机所 2021-09-01 08:29

细胞自噬是哺乳植物细胞中高度受调控的，依赖溶酶体来降解受损细胞器、入侵病原体、年夜型卵白凑集体等身分以应答表里界细胞压力和维持细胞动静均衡的紧张分化代谢进程。自噬受体卵白（autophagy receptor）是一类在选择性细胞自噬进程中发扬无足轻重作用的衔接卵白，它可以作为一个桥联卵白把目的底物与自噬体分割起来，从而介导目的底物的选择

细胞自噬是哺乳植物细胞中高度受调控的，依赖溶酶体来降解受损细胞器、入侵病原体、年夜型卵白凑集体等身分以应答表里界细胞压力和维持细胞动静均衡的紧张分化代谢进程。自噬受体卵白（autophagy receptor）是一类在选择性细胞自噬进程中发扬无足轻重作用的衔接卵白，它可以作为一个桥联卵白把目的底物与自噬体分割起来，从而介导目的底物的选择性自噬进程。泛滥人类疾病，比方克罗恩病（Crohn disease）、神经退行性疾病等，均与自噬受体卵白的功效异常或缺失相关。NDP52是哺乳植物细胞中一个紧张的自噬受体卵白，在入侵的病原体（如鼠伤寒梵衲氏菌）、受损线粒体的选择性自噬进程中发扬紧张作用。近年来针对自噬受体卵白NDP52的研讨取得了长足停顿，然则许多紧张的深条理作用机制没有获得很好地论述。中国迷信院上海无机化学研讨所性命无机化学国度重点试验室潘李锋研讨团队恒久致力于自噬受体卵白NDP52的构造和作用机制研讨。研讨团队组后期的相关研讨任务体系说明了自噬受体卵白NDP52辨认泛素卵白、TBK1相关脚手架卵白NAP1和分子马达卵白Myosin VI的构造根底和相关分子机制。

近期，该研讨团队在Science Advances颁发了题为Structural and biochemical advances on the recruitment of the autophagy-initiating ULK and TBK1 complexes by autophagy receptor NDP52的研讨论文。团队起首应用凝胶共迁徙、等温量热滴定、阐发型超速离心技术、液体核磁共振等多种，具体研讨了自噬受体卵白NDP52与自噬肇端ULK复合物亚基RB1CC1之间的互相作用，初次发现除了其SKICH构造域可以联合RB1CC1的C端第二个Coiled-coil区域外，NDP52的非经典LIR区域也可以特同性地联合RB1CC1的Claw构造域，标明NDP52会采取双位点的作用形式来联合RB1CC1。随后，应用X射线单晶衍射技术，该团队初次解析了NDP52 SKICH/RB1CC1 Coiled-coil复合物的晶体构造，并基于团队过来解析的NDP52的SKICH构造域联合NAP1的复合物构造，发现NDP52的SKICH采取完整分歧的区域和作用形式去联合RB1CC1和NAP1。乏味的是，后续的研讨标明RB1CC1和NAP1会通过别构效应竞争联合NDP52的SKICH构造域，然则因为NAP1中FIR模序的存在可以介导RB1CC1/NDP52/NAP1三元复合物的造成。同时，该团队也解析了NAP1的FIR模序联合RB1CC1的Claw构造域的复合物构造，具体说明了NAP1联合RB1CC1的分子机制。后续基于氨基酸序列的比对阐发，发现NAP1的FIR与NDP52的非经典LIR具备十分类似的序列类型，并进一步通过点渐变等生化试验证明NDP52的非经典LIR模序也采取类似的作用形式去联合RB1CC1的Claw构造域，进而体系说明了NDP52和RB1CC1之间互相作用的分子机制。此外，通过相关生化研讨，该团队还发现与NDP52的LIR相似，NAP1的FIR也可以选择性地辨认ATG8家族卵白，并进一步解析了NAP1的FIR联合GABARAP的复合物构造，提醒了NAP1辨认ATG8家族卵白的分子机制。同时，通过phos-tag胶、磷酸化质谱阐发等试验办法证实了TBK1能通过磷酸化NDP52中LIR模序的T137残基来加强NDP52与ATG8家族卵白之间的互相作用，并发现RB1CC1的Claw构造域和ATG8家族卵白会竞争联合NDP52的LIR模序。

综上所述，该研讨任务提醒了自噬受体卵白NDP52特同性地通过双位点的作用形式来联合RB1CC1的分子机制，同时，发现TBK1激酶对NDP52的磷酸化修饰能进一步加强NDP52对ATG8家族卵白的联合，提醒了NAP1的FIR模序对RB1CC1/NAP1/NDP52三元复合物造成的紧张作用。该研讨任务的相关试验成果标明自噬受体卵白NDP52在辨认自噬底物后能够先通过联合RB1CC1招募ULK复合物，并通过NAP1招募TBK1激酶，原位介导自噬前体的发生，同时激活的TBK1可通过磷酸化NDP52来加强其联合ATG8家族卵白的才能，从而进一步匆匆进后续自噬前体的延伸和闭合进程。是以，该研讨任务从生化和构造角度对NDP52、NAP1、RB1CC1、ATG8家族卵白间互相作用的分子机制提供了新见解，扩大了畛域内关于自噬受体卵白NDP52介导的选择性自噬进程的分子机制的意识。 (100yiyao.com）

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