Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ассоциированный с микротрубочками белки 1A / 1B легкой цепи 3B (далее именуемые как LC3) представляет собой белок , который у человека кодируется MAP1LC3B гена . [5] LC3 является центральным белком в пути аутофагии, где он участвует в выборе субстрата для аутофагии и биогенезе аутофагосом . LC3 - наиболее широко используемый маркер аутофагосом. [6]

Открытие [ править ]

LC3 был первоначально идентифицирован как белок, связанный с микротрубочками в головном мозге крысы. [7] Однако позже было обнаружено, что основная функция LC3 заключается в аутофагии , процессе, который включает в себя массовую деградацию цитоплазматических компонентов.

Семейство белков ATG8 [ править ]

MAP1LC3B является членом высококонсервативного семейства белков ATG8 . Белки ATG8 присутствуют во всех известных эукариотических организмах. Семейство животных ATG8 включает три подсемейства: (i) ассоциированный с микротрубочками белок 1 легкой цепи 3 (MAP1LC3); (ii) энхансер АТФазы, ассоциированный с Гольджи, 16 кДа (GATE-16); и (iii) белок, ассоциированный с рецептором γ-аминомасляной кислоты (GABARAP). MAP1LC3B - один из четырех генов подсемейства MAP1LC3 (другие включают MAP1LC3A, MAP1LC3C и MAP1LC3B2 ). [8]

Функция [ править ]

Цитоплазматический LC3 [ править ]

Недавно синтезированный C-конец LC3 гидролизуется цистеиновой протеазой под названием ATG4B, экспонируя Gly120, названный LC3-I. [9] LC3-I через серию убиквитиноподобных реакций с участием ферментов ATG7 , ATG3 и ATG12 - ATG5 - ATG16 становится конъюгированным с головной группой липидного фосфатидилэтаноламина . [10] Липидно-модифицированная форма LC3, называемая LC3-II, как полагают, участвует в процессах расширения и слияния мембран аутофагосом. [11]Однако точная роль LC3 в аутофагическом пути все еще обсуждается, и вопрос о том, необходим ли LC3 для аутофагии, обсуждается, поскольку нокдаун MAP1LC3B компенсируется другими членами подсемейства MAP1LC3. Предыдущие исследования показали, что мыши с нокаутом MAP1LC3B развиваются нормально, возможно, из-за неизвестного тогда компенсаторного механизма. [12] Дальнейшая работа, однако, продемонстрировала, что LC3 необходим для аутофагии за счет одновременного подавления всех членов подсемейства MAP1LC3. [13] В то время как еще одно исследование утверждает, что нокдаун MAP1LC3 не влияет на массовую аутофагию, тогда как члены его семейства GABARAP являются критическими для этого процесса. [14] LC3 также функционирует вместе с рецепторами аутофагии (например,SQSTM1 ) - в избирательном захвате груза для аутофагической деградации. [15] Независимо от аутофагосом, один растворимый LC3 связан с комплексом примерно 500 кДа в цитоплазме. [16]

Ядерный LC3 [ править ]

Не следует недооценивать важность ядерных функций белков аутофагии. Большой пул LC3 присутствует в ядрах множества различных типов клеток. [17] В ответ на голодание ядерный LC3 деацетилируется и перемещается из ядра в цитоплазму, где он участвует в аутофагии. [18] Ядерный LC3 взаимодействует с ламином B1 и участвует в деградации ядерной пластинки. [19] LC3 также обогащен ядрышками за счет своего тройного аргининового мотива и ассоциируется с рядом различных ядерных и ядрышковых компонентов, включая: MAP1B , тубулин и несколько рибосомных белков. [20]

Структура [ править ]

LC3 имеет структурную гомологию с убиквитином и поэтому был назван убиквитин-подобным белком . [21] LC3 имеет LDS (стыковочный сайт LIR) / интерфейс гидрофобного связывания на N-конце, который взаимодействует с белками, содержащими LIR (взаимодействующая область LC3). [16] Этот домен богат гидрофобными аминокислотами, мутация которых нарушает способность связывания LC3 с LIR-содержащими белками, многие из которых являются адапторными белками груза аутофагии. Например, секвестосома (SQSTM1) взаимодействует с аминокислотами Phe 52 и Leu53, присутствующими на границе гидрофобного связывания LC3, и любая мутация этих аминокислот предотвращает взаимодействие LC3 с SQSTM1.

Посттрансляционное регулирование [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000140941 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000031812 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ "Entrez Gene: MAP1LC3B, связанный с микротрубочками белок 1 легкой цепи 3 бета" .
  6. ^ Клионский ди - джей, Абдельмохсен К, Эйб А, Абедин МДж, Abeliovich Н, Асеведо Arozena А, и др. (Янв 2016). «Рекомендации по использованию и интерпретации анализов для мониторинга аутофагии (3-е издание)» . Аутофагия . 12 (1): 1–222. DOI : 10.1080 / 15548627.2015.1100356 . PMC 4835977 . PMID 26799652 .  
  7. ^ Манн SS, Hammarback JA (апрель 1994). «Молекулярная характеристика легкой цепи 3. Субъединица связывания микротрубочек MAP1A и MAP1B». Журнал биологической химии . 269 (15): 11492–7. PMID 7908909 . 
  8. ^ Шпилька Т, Weidberg Н, Pietrokovski S, Элазар Z (июль 2011 года). «Atg8: семейство убиквитиноподобных белков, связанных с аутофагией» . Геномная биология . 12 (7): 226. DOI : 10.1186 / GB-2011-12-7-226 . PMC 3218822 . PMID 21867568 .  
  9. ^ Kirisako Т, Ichimura Y, Окада Н, Kabeya Y, Мидзусима Н, Yoshimori Т, Осуе М, Такао Т, Т Нода, Осуй Y (октябрь 2000 г.). «Обратимая модификация регулирует состояние связывания с мембраной Apg8 / Aut7, необходимого для аутофагии и пути нацеливания цитоплазмы на вакуоль» . Журнал клеточной биологии . 151 (2): 263–76. DOI : 10,1083 / jcb.151.2.263 . PMC 2192639 . PMID 11038174 .  
  10. ^ Осуми Y (март 2001). «Молекулярное рассечение аутофагии: две убиквитиноподобные системы». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 2 (3): 211–6. DOI : 10.1038 / 35056522 . PMID 11265251 . S2CID 38001477 .  
  11. ^ Weidberg Н, Шпилька Т, Швец Е, Abada А, Шимрон Ж, Элазар Z (апрель 2011). «LC3 и GATE-16 на N-конце опосредуют процессы слияния мембран, необходимые для биогенеза аутофагосом». Клетка развития . 20 (4): 444–54. DOI : 10.1016 / j.devcel.2011.02.006 . PMID 21497758 . 
  12. ^ Cann Г.М., Guignabert С, Ин л, Дешпанд N, Беккер Дж, Ван л, Чжоу Б, Рабинович М (январь 2008). «Экспрессия развития LC3alpha и beta: отсутствие фенотипа фибронектина или аутофагии у мышей с нокаутом LC3beta» . Динамика развития . 237 (1): 187–95. DOI : 10.1002 / dvdy.21392 . PMID 18069693 . S2CID 86562625 .  
  13. ^ Weidberg Н, Швец Е, Шпилька Т, Шимрон Р, Шиндер В, Элазар Z (июнь 2010 г.). «Подсемейства LC3 и GATE-16 / GABARAP оба существенны, но действуют по-разному в биогенезе аутофагосом» . Журнал EMBO . 29 (11): 1792–802. DOI : 10.1038 / emboj.2010.74 . PMC 2885923 . PMID 20418806 .  
  14. ^ Салаи Р, Хаген ЛК, Sætre Ж, Лухр М, Sponheim М, Øverbye А, Миллс И.Г., Seglen ПО, Engedal N (апрель 2015 г.). «Аутофагическая массовая секвестрация цитозольного груза не зависит от LC3, но требует GABARAPs». Экспериментальные исследования клеток . 333 (1): 21–38. DOI : 10.1016 / j.yexcr.2015.02.003 . PMID 25684710 . 
  15. Johansen T, Lamark T (март 2011 г.). «Избирательная аутофагия, опосредованная аутофагическими адапторными белками» . Аутофагия . 7 (3): 279–96. DOI : 10,4161 / auto.7.3.14487 . PMC 3060413 . PMID 21189453 .  
  16. ^ a b Kraft LJ, Нгуен Т.А., Фогель СС, Кенуорти АК (май 2014 г.). «Размер, стехиометрия и организация растворимых LC3-ассоциированных комплексов» . Аутофагия . 10 (5): 861–77. DOI : 10,4161 / auto.28175 . PMC 4768459 . PMID 24646892 .  
  17. ^ Drake KR, Кан М, Kenworthy AK (март 2010). «Нуклеоцитоплазматическое распределение и динамика маркера аутофагосомы EGFP-LC3» . PLOS ONE . 5 (3): e9806. DOI : 10.1371 / journal.pone.0009806 . PMC 2843706 . PMID 20352102 .  
  18. ^ Хуанг Р, Сюй Y, Ван В, Шоу X, Цянь Дж, Ю З, Лю Б., Чанг С, Чжоу Т, Липпинкотт-Шварц Дж, Лю В. (февраль 2015 г.). «Деацетилирование ядерного LC3 запускает аутофагию при голодании» . Молекулярная клетка . 57 (3): 456–66. DOI : 10.1016 / j.molcel.2014.12.013 . PMID 25601754 . 
  19. ^ Доу Z, Сю С, Донахью G, Шими Т, пан JA, Чжу J, Иванов А, Капель до н.э., Дрейк А.М., Шах ПП, Катанцаро JM, Рикетс MD, Lamark Т, Адам С.А., Марморштейн R, Цзун WX, Джохэнсен Т, Голдман Р.Д., Адамс П.Д., Бергер С.Л. (ноябрь 2015 г.). «Аутофагия опосредует деградацию ядерной пластинки» . Природа . 527 (7576): 105–9. DOI : 10.1038 / nature15548 . PMC 4824414 . PMID 26524528 .  
  20. ^ Kraft LJ, Manral P, J Dowler, Kenworthy AK (апрель 2016). «Ядерный LC3 ассоциируется с медленно диффундирующими комплексами, которые исследуют ядрышко» . Трафик . 17 (4): 369–99. DOI : 10.1111 / tra.12372 . PMC 4975375 . PMID 26728248 .  
  21. ^ Kouno Т, Mizuguchi М, Tanida Я, Уэно Т, Т Kanematsu, Мори Y, Шинода Н, Хирата М, Kominami Е, Кавано К (июль 2005 г.). «Структура раствора легкой цепи 3 белка, ассоциированного с микротрубочками, и идентификация его функциональных субдоменов» . Журнал биологической химии . 280 (26): 24610–7. DOI : 10.1074 / jbc.M413565200 . PMID 15857831 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Kraft LJ, Kenworthy AK (январь 2012 г.). «Визуализация образования белкового комплекса в пути аутофагии: анализ взаимодействия LC3 и Atg4B (C74A) в живых клетках с использованием резонансного переноса энергии Фёрстера и восстановления флуоресценции после фотообесцвечивания» . Журнал биомедицинской оптики . 17 (1): 011008. DOI : 10,1117 / 1.JBO.17.1.011008 . PMC  3380812 . PMID  22352642 .
  • Берендс С., Сова М.Э., Гайги С.П., Харпер Дж. У. (июль 2010 г.). «Сетевая организация системы аутофагии человека» . Природа . 466 (7302): 68–76. DOI : 10,1038 / природа09204 . PMC  2901998 . PMID  20562859 .
  • Танида И., Уэно Т., Коминами Э. (декабрь 2004 г.). «Система конъюгации LC3 в аутофагии млекопитающих» . Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 36 (12): 2503–18. DOI : 10.1016 / j.biocel.2004.05.009 . PMC  7129593 . PMID  15325588 .
  • Кабея Ю., Мидзусима Н., Уэно Т., Ямамото А., Кирисако Т., Нода Т., Коминами Е., Осуми Ю., Йошимори Т. (ноябрь 2000 г.). «LC3, гомолог дрожжевого Apg8p у млекопитающих, после обработки локализуется в мембранах аутофагосом» . Журнал EMBO . 19 (21): 5720–8. DOI : 10.1093 / emboj / 19.21.5720 . PMC  305793 . PMID  11060023 .
  • Танида И., Танида-Мияке Е., Комацу М., Уэно Т., Коминами Е. (апрель 2002 г.). «Гомолог Apg3p / Aut1p человека представляет собой аутентичный фермент E2 для множества субстратов, GATE-16, GABARAP и MAP-LC3, и облегчает конъюгацию hApg12p с hApg5p» . Журнал биологической химии . 277 (16): 13739–44. DOI : 10.1074 / jbc.M200385200 . PMID  11825910 .
  • Танида И., Танида-Мияке Э., Нишитани Т., Комацу М., Ямадзаки Х., Уэно Т., Коминами Э. (март 2002 г.). «Мышиный Apg12p имеет предпочтение субстрата для мышиного Apg7p по сравнению с тремя гомологами Apg8p». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 292 (1): 256–62. DOI : 10.1006 / bbrc.2002.6645 . PMID  11890701 .
  • He H, Dang Y, Dai F, Guo Z, Wu J, She X, Pei Y, Chen Y, Ling W, Wu C, Zhao S, Liu JO, Yu L (август 2003 г.). «Посттрансляционные модификации трех членов семейства MAP1LC3 человека и обнаружение нового типа модификации для MAP1LC3B» . Журнал биологической химии . 278 (31): 29278–87. DOI : 10.1074 / jbc.M303800200 . PMID  12740394 .
  • Танида И., Соу Ю.С., Эзаки Дж., Минемацу-Икегучи Н., Уэно Т., Коминами Э. (август 2004 г.). «HsAtg4B / HsApg4B / аутофагин-1 расщепляет карбоксильные концы трех гомологов человеческого Atg8 и делипидирует связанные с микротрубочками белковые легкие цепи 3- и ассоциированные с рецептором ГАМКА белок-фосфолипидные конъюгаты» . Журнал биологической химии . 279 (35): 36268–76. DOI : 10.1074 / jbc.M401461200 . PMID  15187094 .
  • Танида И., Уэно Т., Коминами Э. (ноябрь 2004 г.). «Человеческая легкая цепь 3 / MAP1LC3B расщепляется на своем карбоксильном конце Met121, чтобы подвергнуть Gly120 липидированию и нацеливанию на мембраны аутофагосом» . Журнал биологической химии . 279 (46): 47704–10. DOI : 10.1074 / jbc.M407016200 . PMID  15355958 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q9GZQ8 (ассоциированные с микротрубочками белки 1A / 1B легкой цепи 3B (MAP1LC3B)) в PDBe-KB .