構造ベースの分析により、ATG18のATG2およびホスホイノシチドの明確な結合部位が明らかになります

オートファジーは、細胞質材料がオートファゴソームに囲まれ、リソソーム/液胞に送達される細胞内分解システムです。ATG18は、ATG2およびホスファチジルイノシトール3-リン酸（Ptdins（3）P）との複合体としてのオートファゴソーム形成において重要な役割を果たします。ただし、ATG18の構造とATG2またはPTDINSの認識モードについてはほとんど知られていない（3）p。ここでは、2.6Åの解像度で、ATG18パラログであるKluyveromyces Marxianus HSV2の結晶構造を報告します。この構造は、円形の順列のない7ブレードのβプロペラーを明らかにします。K. Marxianus HSV2構造に基づくATG18の変異解析により、ATG18にはブレード5および6に2つのホスホイノシチド結合部位があることが示唆されましたが、ATG2結合領域はブレード2にあります。別のATG18機能に影響を与えることなく、液胞膜での液胞形態の調節。このアーキテクチャにより、ATG18はATG2およびPTDINS（3）Pと並行して複合体を形成し、それによりオートファジック膜でのオートファゴソームの形成で機能します。

Autophagy is an intracellular degradation system by which cytoplasmic materials are enclosed by an autophagosome and delivered to a lysosome/vacuole. Atg18 plays a critical role in autophagosome formation as a complex with Atg2 and phosphatidylinositol 3-phosphate (PtdIns(3)P). However, little is known about the structure of Atg18 and its recognition mode of Atg2 or PtdIns(3)P. Here, we report the crystal structure of Kluyveromyces marxianus Hsv2, an Atg18 paralog, at 2.6 Å resolution. The structure reveals a seven-bladed β-propeller without circular permutation. Mutational analyses of Atg18 based on the K. marxianus Hsv2 structure suggested that Atg18 has two phosphoinositide-binding sites at blades 5 and 6, whereas the Atg2-binding region is located at blade 2. Point mutations in the loops of blade 2 specifically abrogated autophagy without affecting another Atg18 function, the regulation of vacuolar morphology at the vacuolar membrane. This architecture enables Atg18 to form a complex with Atg2 and PtdIns(3)P in parallel, thereby functioning in the formation of autophagosomes at autophagic membranes.