Starvation induces rapid degradation of selective autophagy receptors by endosomal microautophagy.
Starvation induces rapid degradation of selective autophagy receptors by endosomal microautophagy.
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DOI：
10.1083/jcb.201711002
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发表时间：
2018-10-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Johansen T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mejlvang J;Olsvik H;Svenning S;Bruun JA;Abudu YP;Larsen KB;Brech A;Hansen TE;Brenne H;Hansen T;Stenmark H;Johansen T
Mejlvang等人表明，人成纤维细胞和肺癌细胞系的氨基酸饥饿诱导蛋白质子集的快速和选择性降解，包括自噬受体p62/SQSTM 1、NBR 1、TAX 1BP 1、NDP 52和NCOA 4，其独立于mTOR和典型的大自噬，但依赖于内体微自噬。目前尚不清楚饥饿诱导的自噬在全球范围内影响蛋白质组的程度以及它是否具有选择性。在这项研究中，我们报告的基础上定量蛋白质组学，细胞在第一个4小时的急性饥饿引起溶酶体降解高达2-3%的蛋白质组。最显著的变化是由氨基酸短缺引起的立即自噬反应引起的，但独立于雷帕霉素和巨自噬的机制靶点而执行。有趣的是，自噬受体p62/SQSTM 1，NBR 1，TAX 1BP 1，NDP 52和NCOA 4是最有效降解的底物。诱导饥饿后1小时，它们通过选择性地将自噬受体递送至晚期内体/多泡体内的囊泡的过程迅速降解，这取决于转运III（ESCRT-III）所需的内体分选复合物。我们的数据支持一个模型，其中氨基酸剥夺elerminate特定的膜受体的内吞作用，诱导macroautophagy，和快速降解的自噬受体的内体microautophagy。
Mejlvang et al. show that amino acid starvation of human fibroblasts and a lung cancer cell line induces a rapid and selective degradation of a subset of proteins, including autophagy receptors p62/SQSTM1, NBR1, TAX1BP1, NDP52, and NCOA4, that is independent from mTOR and canonical macroautophagy but dependent on endosomal microautophagy. It is not clear to what extent starvation-induced autophagy affects the proteome on a global scale and whether it is selective. In this study, we report based on quantitative proteomics that cells during the first 4 h of acute starvation elicit lysosomal degradation of up to 2–3% of the proteome. The most significant changes are caused by an immediate autophagic response elicited by shortage of amino acids but executed independently of mechanistic target of rapamycin and macroautophagy. Intriguingly, the autophagy receptors p62/SQSTM1, NBR1, TAX1BP1, NDP52, and NCOA4 are among the most efficiently degraded substrates. Already 1 h after induction of starvation, they are rapidly degraded by a process that selectively delivers autophagy receptors to vesicles inside late endosomes/multivesicular bodies depending on the endosomal sorting complex required for transport III (ESCRT-III). Our data support a model in which amino acid deprivation elicits endocytosis of specific membrane receptors, induction of macroautophagy, and rapid degradation of autophagy receptors by endosomal microautophagy.
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