Elucidation of the mode of action of Atg12-Atg5 conjugate in autophagy

阐明 Atg12-Atg5 缀合物在自噬中的作用模式

• 批准号: 24770092
• 负责人: NAKATOGAWA Machiko
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24770092/
• 关键词: ユビキチン様タンパク質; E3酵素; オートファジー; 構造変化; E2酵素; 結晶構造解析

Autophagy is a bulk degradation system, which involves the formation of a double-membrane vesicle called autophagosome. Autophagosome formation requires two ubiquitin-like proteins, Atg8 and Atg12. They are conjugated to the phosphatidylethanolamine (PE) and Atg5, respectively, via a series of enzymatic reactions with E1 and E2 enzyme. In this study, we elucidated the mode of action of Atg12-Atg5 as an E3 enzyme in the Atg8-PE conjugation reaction. We established a biochemical assay based on the structural information to determine the configuration of the catalytic center of Atg3, which is an E2 enzyme in Atg8-PE conjugation reaction. This approach revealed that Atg12-Atg5 conjugate induces a conformational change in the catalytic center of Atg3 to enhance its E2 activity. Moreover, mutational analyses indicated how the activity of Atg3 is suppressed in the absence of Atg12-Atg5 conjugate. We are attempting to analyze the crystal structure of Atg12-Atg5 conjugate/Atg3 complex.

自噬是一种整体降解系统，涉及到称为自噬体的双膜囊泡的形成。自噬体的形成需要两种泛素样蛋白Atg8和Atg12。通过与E1和E2酶的一系列酶促反应，它们分别与磷脂酰乙醇胺（PE）和Atg5结合。在本研究中，我们阐明了Atg12-Atg5作为E3酶在Atg8-PE偶联反应中的作用方式。我们建立了基于结构信息的生化分析来确定Atg3的催化中心构型，Atg3是Atg8-PE偶联反应中的E2酶。结果表明，Atg12-Atg5共轭物诱导Atg3的催化中心发生构象变化，从而增强其E2活性。此外，突变分析表明，在缺乏Atg12-Atg5偶联物的情况下，Atg3的活性是如何被抑制的。我们试图分析Atg12-Atg5共轭物/Atg3配合物的晶体结构。

项目成果

オートファジーに関わる2つのユビキチン様タンパク質結合系のクロストーク

参与自噬的两个泛素样蛋白结合系统之间的串扰

• 发表时间: 2012
• 作者: 中戸川万智子;中戸川仁;大隅良典
• 通讯作者: 大隅良典

オートファジーに必須のE3酵素Atg12-Atg5によるE2酵素Atg3の活性化機構

自噬必需的E3酶Atg12-Atg5激活E2酶Atg3的机制

• 发表时间: 2012
• 作者: 中戸川万智子;中戸川仁;大隅良典
• 通讯作者: 大隅良典

The E3 enzyme Atg12-Atg5 rearranges the catalytic center of Atg3 to enhace its E2 activity

E3酶Atg12-Atg5重排Atg3的催化中心以增强其E2活性

• 发表时间: 2012
• 作者: Machiko Sakoh-Nakatogawa;Hitoshi Nakatogawa;Yoshinori Ohsumi
• 通讯作者: Yoshinori Ohsumi

オートファジーに必須な因子の作用機構を分子レベルで解明

从分子水平阐明自噬必需因子的作用机制

Atg12-Atg5 conjugate enhance E2 activity of Atg3 by rearranging its catalytic site

Atg12-Atg5 缀合物通过重新排列 Atg3 的催化位点增强 Atg3 的 E2 活性

• 发表时间: 2013
• 期刊: Nat. Struct. Mol. Biol.
• 作者: Sakoh-Nakatogawa M.;Matoba K.;Asai E.;Kirisako H.;Ishii J.;Noda N. N.;Inagaki F.;Nakatogawa H.;Ohsumi Y.
• 通讯作者: Ohsumi Y.