リソソーム関連膜タンパク質2A（LAMP-2A）の膜貫通ドメインの構造は、シャペロン媒介オートファジーの基質特異性の重要な特徴を明らかにします

シャペロン媒介オートファジー（CMA）は、リソソームにおけるサイトゾルタンパク質の選択的サブセットの分解を媒介する高度に調節された細胞プロセスです。CMA活性の増加は、細胞がストレスに反応する1つの方法であり、非批判的なサイトゾルタンパク質のエネルギー源への転換の増加またはサイトゾルからの不要または損傷タンパク質のクリアランスにつながります。リソソーム関連膜タンパク質2A（LAMP-2A）と複合体のシャペロンと共軸は、CMAの重要な調節因子です。LAMP-2Aは、リソソームへのタンパク質転座の膜貫通タンパク質成分です。ここでは、核磁気共鳴（NMR）によるN-ドデシルホスホコリンミセルにおけるヒトLAMP-2Aの膜貫通ドメインの構造とダイナミクスの研究を提示します。LAMP-2Aがホモトリマーとして存在することを示しました。そこでは、膜を超えたヘリックスが互いに包み、平行コイルドコイルコンフォメーションを形成しますが、サイトゾルの尾は柔軟でサイトゾルにさらされています。LAMP-2Aのこのサイトゾルテールは、シャペロンHSC70およびCMA基質RNase Aと相互作用しますが、HSP40およびRNase Sペプチドとは同等ではありません。基質とシャペロン複合体は同時に結合し、バイモーダル相互作用を作成できるため、シャペロンによる基質認識とLAMP-2Aによるリソソーム膜への標的が結合されることを提案します。これにより、基質の親和性と特異性が向上し、基質の凝集を防ぎ、基質の展開を支援し、転座に必要なLAMP-2Aの高次複合体の形成を促進することができます。

Chaperone-mediated autophagy (CMA) is a highly regulated cellular process that mediates the degradation of a selective subset of cytosolic proteins in lysosomes. Increasing CMA activity is one way for a cell to respond to stress, and it leads to enhanced turnover of non-critical cytosolic proteins into sources of energy or clearance of unwanted or damaged proteins from the cytosol. The lysosome-associated membrane protein type 2a (LAMP-2A) together with a complex of chaperones and co-chaperones are key regulators of CMA. LAMP-2A is a transmembrane protein component for protein translocation to the lysosome. Here we present a study of the structure and dynamics of the transmembrane domain of human LAMP-2A in n-dodecylphosphocholine micelles by nuclear magnetic resonance (NMR). We showed that LAMP-2A exists as a homotrimer in which the membrane-spanning helices wrap around each other to form a parallel coiled coil conformation, whereas its cytosolic tail is flexible and exposed to the cytosol. This cytosolic tail of LAMP-2A interacts with chaperone Hsc70 and a CMA substrate RNase A with comparable affinity but not with Hsp40 and RNase S peptide. Because the substrates and the chaperone complex can bind at the same time, thus creating a bimodal interaction, we propose that substrate recognition by chaperones and targeting to the lysosomal membrane by LAMP-2A are coupled. This can increase substrate affinity and specificity as well as prevent substrate aggregation, assist in the unfolding of the substrate, and promote the formation of the higher order complex of LAMP-2A required for translocation.