線蟲LGG1、LGG2在自噬降解蛋白聚集體中不同功能被發現

　　2015年12月17日，國際著名期刊Molecular Cell在線發表了中科院生物物理所張宏課題組與日本微生物化學所的Nobuo N. Noda研究員課題組題為“Structural basis of the differential function of the two C. elegans Atg8 homologs, LGG-1 and LGG-2, in autophagy”的研究論文。科學家們揭示了線蟲中兩個Atg8的同源基因LGG-1和LGG-2在蛋白聚集體自噬降解中的不同功能。

　　張宏等人對線蟲中兩個Atg8的同源基因LGG-1和LGG-2進行了結構和功能上的研究。結構生物學結果顯示LGG-1和LGG-2有兩個疏水口袋，W位點和L位點，這兩個位點可以識別Atg8結合蛋白的LIR結構域。通過對比研究發現，LGG-1和LGG-2 的W位點和L位點有顯著差異，它們識別不同的LIR結構域，進而結合不同的Atg8結合蛋白。他們還發現 LGG-1和LGG-2的氨基端分別呈現閉合構象和開放構象，氨基端的差別也導致了它們在介導膜錨定和膜融合上的活性差異。研究人員認為LGG-1和LGG-2可以和不同的細胞自噬底物和姿勢蛋白相互作用。盡管這些互作蛋白都含有LIR motif，但這兩種蛋白的結構差異決定了其功能的不同。

　　以往人們認為參與自噬作用的同源基因參與不同自噬底物的降解，但這一研究表明自噬基因還會表現出不同降解底物的特異性和不同發育階段的特異性，這也為未來這一領域的研究提供了新的思路。

　　細胞自噬(autophagy)是一種自噬小體介導的細胞降解途徑。自噬過程包括自噬小體的形成、延伸、閉合以及與溶酶體的融合。目前研究發現，自噬可以選擇性的識辨并降解蛋白聚集體。ATG8-PE 泛素系統在自噬小體的形成過程中具有核心的作用。ATG8-PE可以與自噬受體蛋白（如p62和NBR1）相互作用，進而招募特異降解的蛋白底物。

　　自噬作用對于生命有著重要意義。一方面自噬可以自噬能清除不正常構型的蛋白質，并消化受損和多余的細胞器，是真核細胞中廣泛存在的降解/再循環系統。另一方面，有研究表明自噬作用與癌癥的發生也存在著密切關系。