近日，欧亿体育中国有限公司官网生命学院董磊教授课题组在自噬领域顶级期刊《Autophagy》最新发表题为“SMURF1 mediates damaged lysosomal homeostasis by ubiquitinating PPP3CB to promote the activation of TFEB”的研究论文。

巨自噬/自噬是通过形成自噬体和自噬溶酶体（成熟自噬体与溶酶体融合形成）来降解细胞内受损的细胞器和/或错误折叠蛋白的重要的细胞循环过程，并参与各种生理和病理过程。自噬转录因子TFEB通过与溶酶体表达和调控（CLEAR）基序的靶基因结合，也在溶酶体稳态中发挥关键作用。先前的研究发现MTORC1（MTOR复合物1）、RRAG、TRIM16、LC3脂质化和 SMURF1在不同条件下参与TFEB的核转运。一般来说，TFEB（S211）可以被在溶酶体表面的MTORC1激酶磷酸化，然后与YWHA（酪氨酸3-单氧酶/色氨酸5-单氧酶激活蛋白）/14-3-3结合，导致其在细胞质中滞留。且溶酶体受损会通过以ATG依赖的方式选择性地损害 MTORC1介导的TFEB S211磷酸化减少，降低与YWHA/14-3-3的结合。另外，PPP3/calcineurin 是唯一受细胞内钙调控的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶。活化的PPP3/calcineurin会使细胞质中的TFEB去磷酸化，会导致其核转位并激活自噬相关基因。然而，在溶酶体损伤情况下如何调节TFEB激活的联动分子机制仍尚未清楚。

欧亿体育中国有限公司官网生命学院董磊教授团队前期发现阻断SMURF1（SMAD特异性E3泛素蛋白连接酶通过抑制TFEB的核转运，从而阻碍对溶酶体损伤的自噬生成。半乳糖凝集素（galectins）识别内膜溶酶体的损伤信号，导致SMURF1和PPP3/calcineurin被招募到溶酶体上，形成了LGALS3- SMURF1-PPP3/calcineurin复合体，该复合体能够稳定TFEB，从而去磷酸激活TFEB并进行溶酶体生成相关基因的表达。SMURF1作为一个连接环境压力和自噬/自溶酶体联动的核心蛋白，参与调控了TFEB的激活。

该课题组最新发表的研究论文进一步阐释了钙离子依赖磷酸酶PPP3/calcineurin在溶酶体稳态调控中复合物形成中的“桥梁”作用与SMURF1的协同机制。首先，PPP3CB作为桥梁，在溶酶体损伤后通过与LGALS3结合，招募SMURF1，形成LGALS3- SMURF1-PPP3/calcineurin复合体。其中，PPP3CB通过去磷酸化LGALS3的方式促进LGALS3开放构象的形成，增加NT（N端尾部结构域）和CRD（C端碳水化合物识别域）之间的解离。此外，SMURF1能够泛素化修饰PPP3CB（蛋白磷酸酶3催化亚基β）促进受损溶酶体的自噬降解。在受到细胞内的钙信号刺激时，PPP3CB的第146位赖氨酸处被招募的SMURF1泛素化。SMURF1对PPP3CB的K63泛素化增强了对TFEB的招募。另一方面，活化的PPP3CB和调节亚基PPP3R1直接与TFEB相互作用，促进TFEB的构象校正，进而激活TFEB靶向基因的转录（图1）。

图1 SMURF1参与溶酶体损伤后受损溶酶体清除过程的示意图（图源自于Autophagy）

这项研究揭示了PPP3CB及其泛素连接酶SMURF1对溶酶体损伤的细胞应激响应的关键机制，解析TFEB在溶酶体损伤情况下亚细胞定位的通路的分子机制在未来有利于SMURF1作为治疗应激相关疾病的潜在药物靶点的可行性。

原文链接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15548627.2024.2407709