Structure-Function Relationship for a Divergent Atg8 Protein Required for a Nonautophagic Function in Apicomplexan Parasites.
Structure-Function Relationship for a Divergent Atg8 Protein Required for a Nonautophagic Function in Apicomplexan Parasites.
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Atg8家族蛋白是高度保守的真核蛋白，在真核生物中具有多种自噬和非自噬功能。虽然 Atg8 保守自噬功能所需的结构特征已被充分确定，但对于促进 Atg8 获得不同的非自噬功能的分子变化知之甚少。疟原虫恶性疟原虫为研究 Atg8 家族蛋白的非自噬功能提供了独特的机会，因为它编码一个 Atg8 同源物，其唯一的基本功能是遗传一种不寻常的次级质体，称为顶端质体。在这里，我们使用功能互补来研究这种不同的 Atg8 蛋白的结构-功能关系。我们发现，LC3 相互作用区 (LIR) 对接位点 (LDS) 是 Atg8 蛋白家族的主要相互作用界面，是恶性疟原虫 Atg8 (PfAtg8) 顶端质体定位和功能所必需的，可能是通过 Atg8 脂化实现的。另一方面，先前涉及典型 Atg8 相互作用的另一个区域，即 N 末端螺旋，对于 apicoplast 特异性 PfAtg8 功能来说不是必需的。最后，我们在细胞水平上的研究表明，独特的顶端复合体特异性环（之前在基于重组蛋白的体外测定中与膜缀合机制相互作用有关）对于恶性疟原虫和相关顶端复合体成员弓形虫中的Atg8的膜缀合和顶端体特异性效应子功能都不是必需的。这些结果表明，apicomplexan Atg8 的效应子功能是由与之前确定的巨自噬和选择性自噬功能不同的结构特征介导的。
Atg8 family proteins are highly conserved eukaryotic proteins with diverse autophagy and nonautophagic functions in eukaryotes. While the structural features required for conserved autophagy functions of Atg8 are well established, little is known about the molecular changes that facilitated acquisition of divergent, nonautophagic functions of Atg8. The malaria parasite Plasmodium falciparum offers a unique opportunity to study nonautophagic functions of Atg8 family proteins because it encodes a single Atg8 homolog whose only essential function is in the inheritance of an unusual secondary plastid called the apicoplast. Here, we used functional complementation to investigate the structure-function relationship for this divergent Atg8 protein. We showed that the LC3-interacting region (LIR) docking site (LDS), the major interaction interface of the Atg8 protein family, is required for P. falciparum Atg8 (PfAtg8) apicoplast localization and function, likely via Atg8 lipidation. On the other hand, another region previously implicated in canonical Atg8 interactions, the N-terminal helix, is not required for apicoplast-specific PfAtg8 function. Finally, our investigations at the cellular level demonstrate that the unique apicomplexan-specific loop, previously implicated in interaction with membrane conjugation machinery in recombinant protein-based in vitro assays, is not required for membrane conjugation nor for the apicoplast-specific effector function of Atg8 in both P. falciparum and related Apicomplexa member Toxoplasma gondii. These results suggest that the effector function of apicomplexan Atg8 is mediated by structural features distinct from those previously identified for macroautophagy and selective autophagy functions.
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影响因子：
6
作者：
Pérez-Pérez ME;Couso I;Heredia-Martínez LG;Crespo JL
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Crespo JL
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