LC3B 使用二分界面以高亲和力与自噬蛋白酶 ATG4b 结合

自噬是一种分解代谢细胞过程，其中不需要的蛋白质和细胞器被溶酶体降解。其特征是形成用 LC3B 修饰的双膜自噬体，LC3B 是一种介导自噬体与溶酶体融合的蛋白质。半胱氨酸蛋白酶 ATG4b 在 LC3B 生命周期的两个阶段起作用。我们着手表征 LC3B 和 ATG4b 之间的蛋白质-蛋白质相互作用。通过生化和生物物理研究，我们表明 LC3B 的泛素样核心（残基 1-115;“LC3B-115”缺乏 C 端切割位点（在残基 120 和 121 之间），以非常紧密的解离常数 （KD） 在低纳摩尔范围内;比底物 pro-LC3B（残基 1-125）或产品 LC3B-I（残基 1-120）的密封性高 10-30 倍。因此，LC3B-115 是 ATG4b 介导的 pro-LC3B 裂解的有效抑制剂 （IC50= 15 nM）。LC3B-115 的结合对 ATG4b 活性位点的构象没有影响，这可以通过源自 LC3B-I 残基 116-120 的肽底物（“底物-33”）的周转来判断。相反，ATG4b 的截断表明，LC3B 的结合和蛋白水解严重依赖于 ATG4b 的 C 端尾部，而肽底物 33 的蛋白水解不需要 ATG4b 的 C 端尾部。这些结果支持 LC3B-ATG4b 结合的二分模型，其中 LC3B 的核心与 ATG4b 结合，pro-LC3B 的 C 端尾部组织 ATG4b 活性位点;此外，ATG4b 的 C 端尾部对 LC3B-ATG4b 相互作用的结合亲和力至少高出 1000 倍，并且可能包裹在 LC3B-泛素核心周围。PPI 通常被描述为包含用于结合的高能“热点”;然而，在 LC3B-ATG4b 的情况下，底物-酶复合物包含多个能量相关的结构域，这些结构域对结合亲和力和催化效率的影响不同。

服务对象 ： 加州大学
发表时间： 2022 年 10 月 20 日
发表期刊： Biochemistry
文章链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biochem.2c00482