UBE3C tunes autophagy via ATG4B ubiquitination
UBE3C tunes autophagy via ATG4B ubiquitination
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DOI：
10.1080/15548627.2023.2299514
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发表时间：
2024-01-05
期刊：
影响因子：
13.3
通讯作者：
Li，Min
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun，Chaonan;Chen，Yuxin;Li，Min
ATG4B 是一种核心蛋白，对于裂解前体 MAP1LC3/LC3 或解偶联脂质化 LC3-II 以驱动自噬体的形成至关重要。翻译后修饰（泛素化）调控的ATG4B蛋白稳定性和活性将直接影响巨自噬/自噬。然而，ATG4B 泛素化的机制尚不清楚。在本研究中，通过质谱鉴定了 ATG4B 的新 E3 连接酶 UBE3C。 UBE3C 主要在 ATG4B 的 Lys119 处组装 K33 分支泛素链，而不引起 ATG4B 降解。此外，UBE3C 过表达引起的 ATG4B 泛素化增加会抑制正常和饥饿条件下的自噬流，这可能是由于 ATG4B 和 ATG4B-LC3 相互作用的活性降低所致。一旦 ATG4B 的赖氨酸 119 突变为精氨酸，这种减少就可以逆转。更重要的是，在饥饿条件下，ATG4B 和 UBE3C 之间的相互作用明显减少，随后 ATG4B 的 K33 支链泛素链被去除。因此，饥饿诱导的自噬可以通过增加 ATG4B 泛素化水平来部分抑制。总之，我们的研究揭示了一种新的ATG4B修饰模式，其中UBE3C可以通过特异性泛素化调节自噬来微调ATG4B活性，而不引起ATG4B降解。 Baf：巴弗洛霉素A1； CBB：考马斯亮蓝； CM：完全培养基； CQ：氯喹； GFP：绿色荧光蛋白； HA-Ub：HA 标记的泛素； IF：免疫荧光； IP：免疫沉淀； K：赖氨酸； KO：淘汰赛； K0：所有K-to-R突变体； MAP1LC3/LC3：微管相关蛋白1轻链3； MS：质谱； NC：阴性对照； R：精氨酸； WCL：全细胞裂解液； WT：野生型。
ATG4B is a core protein and essential for cleaving precursor MAP1LC3/LC3 or deconjugating lipidated LC3-II to drive the formation of autophagosomes. The protein stability and activity of ATG4B regulated by post-translational modification (ubiquitination) will directly affect macroautophagy/autophagy. However, the mechanism involved in ATG4B ubiquitination is largely unclear. In this study, a new E3 ligase of ATG4B, UBE3C, was identified by mass spectra. UBE3C mainly assembles K33-branched ubiquitin chains on ATG4B at Lys119 without causing ATG4B degradation. In addition, the increased ubiquitination of ATG4B caused by UBE3C overexpression inhibits autophagy flux in both normal and starvation conditions, which might be due to the reduced activity of ATG4B and ATG4B-LC3 interaction. This reduction could be reversed once the lysine 119 of ATG4B was mutated to arginine. More important, under starvation conditions the interaction between ATG4B and UBE3C apparently decreased followed by the removal of the K33-branched ubiquitin chain of ATG4B. Thus, starvation-induced autophagy could be partially suppressed by an increased ubiquitination level of ATG4B. In conclusion, our research reveals a novel modification mode of ATG4B in which UBE3C can fine tune ATG4B activity by specific ubiquitination regulating autophagy without causing ATG4B degradation.Abbreviation:ATG: autophagy-related; Baf: bafilomycin A1; CBB: Coomassie Brilliant Blue; CM: complete medium; CQ: chloroquine; GFP: green fluorescent protein; HA-Ub: HA-tagged ubiquitin; IF: immunofluorescence; IP: immunoprecipitation; K: lysine; KO: knockout; K0: all K-to-R mutant; MAP1LC3/LC3: microtubule associated protein 1 light chain 3; MS: mass spectrometry; NC: negative control; R: arginine; WCL: whole cell lysate; WT: wild-type.