BECN1泛素化與自噬

欄目:最新研究動態(tài) 發(fā)布時間:2020-04-21
自噬是影響病毒感染和其他疾病的重要細(xì)胞過程,Beclin1 (BECN1)是其關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子之一......

導(dǎo)語:
   自噬是影響病毒感染和其他疾病的重要細(xì)胞過程,Beclin1 (BECN1)是其關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子之一。BECN1泛素化修飾對自噬的功能產(chǎn)生何種影響,一篇發(fā)表在NATURE COMMUNICATIONS上面的文章告訴你答案。

技術(shù)路線:

結(jié)果:
1. FKBP51增加BECN1的穩(wěn)定性

   FKBP51增加異位表達(dá)后的BECN1水平,蛋白酶抑制劑MG132可增加BECN1和其泛素化程度,F(xiàn)KBP51的異位表達(dá)有效穩(wěn)定BECN1。


2.FKBP51與SKP2調(diào)節(jié)BECN1穩(wěn)定性
   FKBP51作為一種支架蛋白組織各種調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物,因此認(rèn)為FKBP51控制BECN1與E3泛素連接酶或USP的結(jié)合。免疫沉淀顯示BECN1僅與SKP2相關(guān)。SKP2影響B(tài)ECN1的穩(wěn)定性,導(dǎo)致更快的蛋白酶體降解。SKP2 siRNA增加BECN1和SKP2靶點P27的表達(dá)以及LC3B的脂質(zhì)化。SKP2的異位表達(dá)發(fā)揮相反作用,減少SKP2防止了BECN1泛素化,增加BECN1的穩(wěn)定性。


3. SKP2可以在BECN1的K402中進行K48連鎖的多泛素化
   SKP2導(dǎo)致K48連接的多泛素化,BECN1進化保守域中K402作為SKP2介導(dǎo)泛素化的位點。由于FKBP51通過和AKT1形成復(fù)合物使AKT1激酶失活,而AKT1調(diào)節(jié)SKP2通過在S72的磷酸化。使用異位表達(dá)的FKBP51-Flag及免疫共沉淀以探測蛋白質(zhì)相互作用和SKP2的磷酸化狀態(tài),F(xiàn)KBP51與BECN1,AKT1,PHLPP和SKP2得相互作用伴隨著AKT1的S473位置和SKP2的S72位置磷酸化的降低。這些表明,F(xiàn)KBP51發(fā)揮作用的機制是招募PHLPP級聯(lián)AKT1和SKP2的活動變化。


4.SKP2受AKT-PHLPP介導(dǎo)的FKBP51磷酸化調(diào)控
   擬磷酸酶突變體降低BECN1的穩(wěn)定性,但S72A突變體顯示無效果。PHLPP抑制劑導(dǎo)致AKT1和SKP2磷酸化的增強,BECN1的穩(wěn)定性降低。AKT1的藥理抑制增強BECN1穩(wěn)定性。靶向SKP2可增加蛋白水解作用。表明SKP2通過FKBP51,PHLPP和AKT1磷酸化級聯(lián)抑制自噬。


5.SKP2抑制劑增強BECN1蛋白穩(wěn)定性和自噬
   SKP2小分子抑制劑增加BECN1穩(wěn)定性,SMIP004是最有效的穩(wěn)定BECN1的化合物,SMIP004最有效降低BECN1的泛素化。SMER3和SMIP004延長了蛋白質(zhì)半衰期,SMIP004不僅影響B(tài)ECN1,而且還有LC3B-II/I和P62,SMIP004刺激自噬。


6.MERS-CoV減少自噬
   MERS-CoV感染VeroB4細(xì)胞增加SKP2 的S72磷酸化,伴隨著BECN1減少和BECN1的K48多聚泛素化增強,每個細(xì)胞吞噬小泡數(shù)量增加,MERS-CoV感染可導(dǎo)致自噬體-溶酶體融合阻滯。


7. MERS-CoV與自噬相互影響
   MERS-CoV感染Atg5-KO細(xì)胞形成更具感染力的病毒顆粒。MERS-CoV NSP4和6的異位表達(dá)導(dǎo)致LC3B-II/I和P62的積累,NSP4的影響很小,NSP6阻礙自噬流,表明MERS-CoV的自噬抑制主要由NSP6介導(dǎo)。過表達(dá)所有的MERS-CoV輔助基因3、4a,4b和5,蛋白質(zhì)4b和5引起P62積累并提高LC3B-II/I的水平。


8. SKP2的抑制降低MERS-CoV的復(fù)制及其對自噬的影響
   SKP2抑制劑SKP2i引起病毒復(fù)制減少,SKP2i增加自噬體數(shù)量,同時減少自噬溶酶體數(shù)量,增強了ATG14寡聚化。


9. SKP2抑制劑影響自噬和病毒復(fù)制
   SKP2抑制劑煙酰胺和纈氨霉素能有效增強BECN1,LC3B-II/I和自噬通量,增強ATG14寡聚化。SKP2i、纈氨酸霉素和硝氯胺對MERS-CoV復(fù)制具體濃度依賴性抑制作用。