Система конъюгации LC3 при аутофагии у млекопитающих

Аутофагия — это массовая деградация белков и органелл, процесс, необходимый для поддержания клеточного гомеостаза, жизнеспособности клеток, дифференцировки и развития у млекопитающих. Аутофагия тесно связана с нейродегенеративными заболеваниями, кардиомиопатиями, раком, запрограммированной гибелью клеток, а также бактериальными и вирусными инфекциями. Во время аутофагии чашеобразная структура — преаутофагосома — захватывает цитозольные компоненты, включая органеллы, и замыкается с образованием аутофагосомы, которая затем сливается с лизосомой, что приводит к протеолитической деградации внутреннего содержимого аутофагосомы лизосомальными литическими ферментами. При формировании аутофагосом у млекопитающих необходимы две модификации, подобные убиквитинированию: конъюгация Atg12 и модификация LC3. LC3 является аутофагосомным ортологом дрожжевого Atg8. Липидированная форма LC3, LC3-II, показана как маркёр аутофагосом у млекопитающих и использовалась для изучения аутофагии при нейродегенеративных и нервно-мышечных заболеваниях, опухолеобразовании, а также бактериальных и вирусных инфекциях. Другие гомологи Atg8, GABARAP и GATE-16, также модифицируются тем же механизмом. У не голодавших крыс тканевое распределение LC3-II отличается от распределения липидированных форм GABARAP и GATE-16 — GABARAP-II и GATE-16-II, что указывает на функциональную дивергенцию между этими тремя модифицированными белками. Делипидирование LC3-II и GABARAP-II опосредуется hAtg4B. В обзоре рассматриваются молекулярный механизм модификации LC3, взаимодействие между модификацией LC3 и конъюгацией Atg12 у млекопитающих, а также цикл липидирования и делипидирования LC3, опосредованный hAtg4B, наряду с новыми данными о двух других гомологах Atg8 — GABARAP и GATE-16. Также освещаются недавние данные о патобиологии модификации LC3, включая её роль при микробной инфекции, раке и нервно-мышечных заболеваниях.