GABARAPはALFYとの結合を介してLC3陽性オートファゴソームへ移行

最近、発表致しましたAnne Simonsenと私達の共同研究の成果を紹介させて頂きます。PI3P結合タンパク質のAlfyは、選択的オートファジーやエンドサイトーシスに関与するタンパク質として報告されていますが、その具体的な役割は不明な点が多いです。今回、私達はAlfyがAtg8の哺乳動物ホモログのうちGABARAP family (GABARAP、GABARPL1、GABARAPL2)とLC3Cに特異的に結合することを見出しました。さらに、Alfy欠失変異体を用いた生化学的解析により、GABARAP結合領域としてAlfyのC末端3341-3354アミノ酸領域DEKDGFIFVNYSEG（Alfy-LIRと命名）を同定しました。Alfy-LIRペプチドとGABARAP複合体の結晶構造解析から、3346番目のFおよび3349番目のVがGABARAPの疎水性ポケットに深く結合し、その相互作用に決定的であることが判明致しました。一方、GABARAP-Alfy-LIR複合体に別のAtg8ホモログであるLC3Bの構造を重ね合わせたところ、GABAPARファミリー（およびLC3C）の間で高度に保存された3つのアミノ酸残基K24、Y25およびD54がAlfyとの結合を保証していることが示唆されました。事実、この3つのアミノ酸に対応するLC3BのQ26、H27およびH57をGABARAP型に置換した変異体ではAlfyとの結合が認められました。さらに、野生型Alfyを発現させたAlfy欠損細胞ではGABARAP陽性のドット様構造体が出現し、それらはLC3Bと共局在しました。しかし、LIR変異体を発現させたAlfy欠損細胞ではLC3B陽性構造体は出現するものの、GABARAPは細胞質に拡散したままでした。以上の結果は、Alfyとの結合を介してGABARAPがLC3B陽性のオートファゴソームへ移行することを示唆します。今後、AlfyとGABARAPの相互作用のオートファジーないしは細胞内膜輸送における生理的役割を明らかにしていく必要があると考えています。