Atg7とそのAtg8結合型の立体構造

最近発表されました私たちの論文を紹介させていただきます．
Atg7はAtg8とAtg12の両方を活性化するE1酵素で，E2であるAtg3およびAtg10へそれぞれ受け渡します．今回我々はAtg7のほぼ全長の結晶構造と，Atg7のC末端ドメインとAtg8およびATPとの三者複合体の結晶構造，そしてAtg7の最C末端のtail領域とAtg8との複合体のNMR構造を決定しました．Atg7はE1に保存されたアデニル化ドメイン以外，既知のE1とは顕著に異なる立体構造を持っており，その特徴的なN末端ドメインでAtg3を認識すること，最C末端のtail領域でAtg8を捉え（NMR構造），続いてアデニル化ドメインに渡す（結晶構造）という少なくとも二段階を経てAtg8を認識，活性化することがわかりました．さらに生化学的解析により，活性化されたAtg8は，チオエステル結合で結ばれたAtg7分子ではなく，ホモダイマーを形成しているもう一方のAtg7分子に結合したAtg3へと“trans”の機構で渡されることが示されました．
Mol Cellの同じ号に，Schulman博士らのグループがAtg7のN末端ドメインとAtg3由来ペプチドとの複合体およびAtg7のC末端ドメインの結晶構造を報告し，類似の手法で“trans”の受け渡しを示しています．またNat Struct Mol BiolにSong博士らのグループが，Atg7のC末端ドメインとAtg8との複合体および，N末端ドメイン単体の結晶構造を報告しています．三グループはどれも出芽酵母のAtg7を扱っていますが，すべて異なる結晶型の構造を報告しており，結晶化の奥深さを感じました．今後はAtg7がAtg8系とAtg12系をどのように見分けて働いているのか，複合体の構造解析を通して明らかにしていきたいと考えています．