細胞自噬是真核細胞內溶酶體依賴的、用于維持細胞內環(huán)境穩(wěn)定的重要細胞代謝過程，主要參與降解細胞內異常聚集的大型蛋白聚集體、受損細胞器以及入侵病原體等組分。細胞自噬在眾多的生理過程中扮演著重要的角色，其功能的異?；蛉笔c大量的人類疾病相關聯，比如，神經退行性疾病和癌癥。NDP52和TAX1BP1是兩個參與自噬過程的重要自噬受體蛋白，在細胞選擇性自噬的底物識別環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要的作用，它們分別被報道參與選擇性自噬降解細胞內入侵的病原體（如傷寒沙門氏菌）和受損的線粒體。此外，NDP52的基因突變與克羅恩?。–rohn’s disease）的發(fā)生相關聯。近期的研究表明，NDP52和TAX1BP1可以與接頭蛋白NAP1和SINTBAD結合，而接頭蛋白可以進一步通過C端的TBD結構域結合TBK1，TBK1的招募及其激酶活性對選擇性異源自噬（xenophagy）和選擇性線粒體自噬（mitophagy）至關重要，同時激活的TBK1能直接介導NDP52 和TAX1BP1的磷酸化。但是，迄今為止，關于NDP52或TAX1BP1與NAP1相互作用的分子機制、以及招募TBK1實現磷酸化后的下游功能機制仍然未知。
近期，中科院上海有機化學研究所生命有機化學國家重點實驗室潘李鋒研究組在美國國家科學院院刊（PNAS）在線發(fā)表了題為“Mechanistic insights into the interactions of NAP1 with the SKICH domains of NDP52 and TAX1BP1”的研究論文（https://doi.org/10.1073/pnas.1811421115）。該團隊首先運用快速蛋白液相色譜（Fast protein liquid chromatography, FPLC）、等溫滴定量熱技術（Isothermal Titration Calorimetry, ITC）、分析型超速離心（Analytical ultracentrifugation, AUC）、核磁共振技術（Nuclear magnetic resonance, NMR）等一系列生化手段仔細定位了NDP52與NAP1發(fā)生相互作用的結合片段，然后運用X射線晶體學的方法成功解析了NDP52與NAP1的復合物結構以及相關的TAX1BP1與NAP1的復合物結構，并通過一系列的生物化學和細胞生物學的實驗證明其在細胞內的功能。解析的復合物結構不僅首次闡述了自噬受體蛋白NDP52和TAX1BP1分別與NAP1相互作用的分子機制，而且首次揭示了一種SKICH結構域與作用蛋白發(fā)生相互作用的結合模式，并從結構水平解釋了NDP52和TAX1BP1的SKICH結構域中磷酸化位點對NAP1作用的影響。此項研究為進一步理解和闡明自噬受體蛋白NDP52和TAX1BP1招募蛋白激酶TBK1參與調節(jié)細胞自噬分子機制提供了重要的結構基礎。
潘李鋒課題組的博士生付濤為本文的第一作者，上述研究工作得到國家自然科學基金委面上項目、科技部國家重點研發(fā)專項項目、國家青年千人計劃項目、上海市科技啟明星項目、中科院B類先導專項和生命有機化學國家重點實驗室的資助。
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