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TBK1 介导的 LC3C 和 GABARAP-L2 的磷酸化作用控制着 ATG4 蛋白酶介导的自噬体脱落。

TBK1-mediated phosphorylation of LC3C and GABARAP-L2 controls autophagosome shedding by ATG4 protease.

机构信息

Institute of Biochemistry II, School of Medicine, Goethe University, Frankfurt am Main, Germany.

Department of Theoretical Biophysics, Max Planck Institute of Biophysics, Frankfurt am Main, Germany.

出版信息

EMBO Rep. 2020 Jan 7;21(1):e48317. doi: 10.15252/embr.201948317. Epub 2019 Nov 11.

DOI:10.15252/embr.201948317
PMID:31709703
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6945063/
Abstract

Autophagy is a highly conserved catabolic process through which defective or otherwise harmful cellular components are targeted for degradation via the lysosomal route. Regulatory pathways, involving post-translational modifications such as phosphorylation, play a critical role in controlling this tightly orchestrated process. Here, we demonstrate that TBK1 regulates autophagy by phosphorylating autophagy modifiers LC3C and GABARAP-L2 on surface-exposed serine residues (LC3C S93 and S96; GABARAP-L2 S87 and S88). This phosphorylation event impedes their binding to the processing enzyme ATG4 by destabilizing the complex. Phosphorylated LC3C/GABARAP-L2 cannot be removed from liposomes by ATG4 and are thus protected from ATG4-mediated premature removal from nascent autophagosomes. This ensures a steady coat of lipidated LC3C/GABARAP-L2 throughout the early steps in autophagosome formation and aids in maintaining a unidirectional flow of the autophagosome to the lysosome. Taken together, we present a new regulatory mechanism of autophagy, which influences the conjugation and de-conjugation of LC3C and GABARAP-L2 to autophagosomes by TBK1-mediated phosphorylation.

摘要

自噬是一种高度保守的分解代谢过程,通过溶酶体途径靶向降解有缺陷或其他有害的细胞成分。涉及翻译后修饰(如磷酸化)的调节途径在控制这一高度协调的过程中起着关键作用。在这里,我们证明 TBK1 通过磷酸化位于表面暴露的丝氨酸残基上的自噬修饰物 LC3C 和 GABARAP-L2(LC3C S93 和 S96;GABARAP-L2 S87 和 S88)来调节自噬。这种磷酸化事件通过破坏复合物来阻碍它们与加工酶 ATG4 的结合。磷酸化的 LC3C/GABARAP-L2 不能被 ATG4 从脂质体上除去,因此免受 ATG4 介导的从新生自噬体过早除去。这确保了在自噬体形成的早期步骤中始终存在脂化的 LC3C/GABARAP-L2,并有助于维持自噬体向溶酶体的单向流动。总之,我们提出了自噬的一种新的调节机制,该机制通过 TBK1 介导的磷酸化影响 LC3C 和 GABARAP-L2 与自噬体的缀合和去缀合。

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