Autophagy-Dependent Shuttling of TBC1D5 Controls Plasma Membrane Translocation of GLUT1 and Glucose Uptake.
Autophagy-Dependent Shuttling of TBC1D5 Controls Plasma Membrane Translocation of GLUT1 and Glucose Uptake.
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TBC1D5的自噬依赖性穿梭控制GLUT1和葡萄糖摄取的质膜易位。
DOI：
10.1016/j.molcel.2017.05.020
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发表时间：
2017-07-06
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Debnath J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Roy S;Leidal AM;Ye J;Ronen SM;Debnath J
传统上，自噬通过促进细胞内分解代谢和营养物质循环来维持应激细胞的新陈代谢。在这里，我们证明，为了应对需要增加糖酵解需求的压力，核心自噬机制还通过促进葡萄糖转运蛋白 Glut1/Slc2a1 的细胞表面表达来促进葡萄糖摄取和糖酵解通量。在代谢应激期间，LC3+自噬区室结合并隔离 RabGAP 蛋白 TBC1D5，使其远离其与逆转录酶复合物的抑制性相互作用，从而使逆转录酶能够招募到内体膜和 Glut1 质膜易位。相比之下，TBC1D5 与逆转录酶的抑制性相互作用在自噬缺陷细胞中得以维持，导致 Glut1 错误分选到内溶酶体区室中。此外，自噬缺陷细胞中 TBC1D5 的消耗可以挽救逆转录酶向内体膜的募集和 Glut1 表面的再循环。因此，TBC1D5 在代谢应激期间穿梭至自噬体促进了逆转录酶依赖性 Glut1 运输。总的来说，我们的结果阐明了自噬和内体途径之间的关键相互联系，这些途径决定了 Glut1 运输和细胞外营养物质的吸收。罗伊等人。证明，为了响应增加的糖酵解需求，自噬诱导通过促进关键营养转运蛋白 Glut1 的逆转录酶依赖性细胞表面运输来协调细胞外环境的葡萄糖摄取。
Autophagy traditionally sustains metabolism in stressed cells via promoting intracellular catabolism and nutrient recycling. Here, we demonstrate that in response to stresses requiring increased glycolytic demand, the core autophagy machinery also facilitates glucose uptake and glycolytic flux by promoting cell surface expression of the glucose transporter Glut1/Slc2a1. During metabolic stress, LC3+ autophagic compartments bind and sequester the RabGAP protein TBC1D5 away from its inhibitory interactions with the retromer complex, thereby enabling retromer recruitment to endosome membranes and Glut1 plasma membrane translocation. In contrast, TBC1D5 inhibitory interactions with the retromer are maintained in autophagy-deficient cells, leading to Glut1 mis-sorting into endolysosomal compartments. Furthermore, TBC1D5 depletion in autophagy deficient cells rescues retromer recruitment to endosomal membranes and Glut1 surface recycling. Hence, TBC1D5 shuttling to autophagosomes during metabolic stress facilitates retromer-dependent Glut1 trafficking. Overall, our results illuminate key interconnections between the autophagy and endosomal pathways dictating Glut1 trafficking and extracellular nutrient uptake. Roy et al. demonstrate that in response to increased glycolytic demand, autophagy induction coordinates glucose uptake from the extracellular milieu by promoting the retromer-dependent cell surface trafficking of the key nutrient transporter, Glut1.
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