BECN1泛素化与自噬
栏目:最新研究动态 发布时间:2020-04-21
自噬是影响病毒感染和其他疾病的重要细胞过程,Beclin1 (BECN1)是其关键的调节因子之一......

导语:
   自噬是影响病毒感染和其他疾病的重要细胞过程,Beclin1 (BECN1)是其关键的调节因子之一。BECN1泛素化修饰对自噬的功能产生何种影响,一篇发表在NATURE COMMUNICATIONS上面的文章告诉你答案。

技术路线:

结果:
1. FKBP51增加BECN1的稳定性

   FKBP51增加异位表达后的BECN1水平,蛋白酶抑制剂MG132可增加BECN1和其泛素化程度,FKBP51的异位表达有效稳定BECN1。


2.FKBP51与SKP2调节BECN1稳定性
   FKBP51作为一种支架蛋白组织各种调节蛋白复合物,因此认为FKBP51控制BECN1与E3泛素连接酶或USP的结合。免疫沉淀显示BECN1仅与SKP2相关。SKP2影响BECN1的稳定性,导致更快的蛋白酶体降解。SKP2 siRNA增加BECN1和SKP2靶点P27的表达以及LC3B的脂质化。SKP2的异位表达发挥相反作用,减少SKP2防止了BECN1泛素化,增加BECN1的稳定性。


3. SKP2可以在BECN1的K402中进行K48连锁的多泛素化
   SKP2导致K48连接的多泛素化,BECN1进化保守域中K402作为SKP2介导泛素化的位点。由于FKBP51通过和AKT1形成复合物使AKT1激酶失活,而AKT1调节SKP2通过在S72的磷酸化。使用异位表达的FKBP51-Flag及免疫共沉淀以探测蛋白质相互作用和SKP2的磷酸化状态,FKBP51与BECN1,AKT1,PHLPP和SKP2得相互作用伴随着AKT1的S473位置和SKP2的S72位置磷酸化的降低。这些表明,FKBP51发挥作用的机制是招募PHLPP级联AKT1和SKP2的活动变化。


4.SKP2受AKT-PHLPP介导的FKBP51磷酸化调控
   拟磷酸酶突变体降低BECN1的稳定性,但S72A突变体显示无效果。PHLPP抑制剂导致AKT1和SKP2磷酸化的增强,BECN1的稳定性降低。AKT1的药理抑制增强BECN1稳定性。靶向SKP2可增加蛋白水解作用。表明SKP2通过FKBP51,PHLPP和AKT1磷酸化级联抑制自噬。


5.SKP2抑制剂增强BECN1蛋白稳定性和自噬
   SKP2小分子抑制剂增加BECN1稳定性,SMIP004是最有效的稳定BECN1的化合物,SMIP004最有效降低BECN1的泛素化。SMER3和SMIP004延长了蛋白质半衰期,SMIP004不仅影响BECN1,而且还有LC3B-II/I和P62,SMIP004刺激自噬。


6.MERS-CoV减少自噬
   MERS-CoV感染VeroB4细胞增加SKP2 的S72磷酸化,伴随着BECN1减少和BECN1的K48多聚泛素化增强,每个细胞吞噬小泡数量增加,MERS-CoV感染可导致自噬体-溶酶体融合阻滞。


7. MERS-CoV与自噬相互影响
   MERS-CoV感染Atg5-KO细胞形成更具感染力的病毒颗粒。MERS-CoV NSP4和6的异位表达导致LC3B-II/I和P62的积累,NSP4的影响很小,NSP6阻碍自噬流,表明MERS-CoV的自噬抑制主要由NSP6介导。过表达所有的MERS-CoV辅助基因3、4a,4b和5,蛋白质4b和5引起P62积累并提高LC3B-II/I的水平。


8. SKP2的抑制降低MERS-CoV的复制及其对自噬的影响
   SKP2抑制剂SKP2i引起病毒复制减少,SKP2i增加自噬体数量,同时减少自噬溶酶体数量,增强了ATG14寡聚化。


9. SKP2抑制剂影响自噬和病毒复制
   SKP2抑制剂烟酰胺和缬氨霉素能有效增强BECN1,LC3B-II/I和自噬通量,增强ATG14寡聚化。SKP2i、缬氨酸霉素和硝氯胺对MERS-CoV复制具体浓度依赖性抑制作用。

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