ヒトルービコン-Rab7複合体によるオートファジー阻害の構造基盤

Structural basis for autophagy inhibition by the human Rubicon-Rab7 complex.

• Hersh K Bhargava
• Keisuke Tabata
• Jordan M Byck
• Maho Hamasaki
• Daniel P Farrell
• Ivan Anishchenko
• Frank DiMaio
• Young Jun Im
• Tamotsu Yoshimori
• James H Hurley

抄録

ルビコンはオートファジーの強力なネガティブレギュレーターであり、オートファジー誘導治療薬の標的となる可能性がある。ルビコンを介したオートファジーの阻害には、ルビコンのC末端ルビコンホモロジー（RH）ドメインとRab7-GTPの相互作用が必要である。ここでは、ルビコンのRHドメインとRab7-GTPとの複合体の2.8Åの結晶構造を報告する。この構造から、4つの亜鉛クラスターを中心としたRHドメインの折り返しが明らかになった。また、Rab7のスイッチ領域は、他のRab-エフェクター複合体とは異なるモードでRHドメイン表面のポケットに挿入されている。二量体界面のルビコン残基は、ルビコンとRab7が生きた細胞内でコロケーションをとるために必要である。Rab7結合部位のルビコンRH残基を変異させると、過剰発現したルビコンの存在下で効率的なオートファジーのフラックスが回復し、ルビコンRHドメインが有望な治療標的であることが確認された。

Rubicon is a potent negative regulator of autophagy and a potential target for autophagy-inducing therapeutics. Rubicon-mediated inhibition of autophagy requires the interaction of the C-terminal Rubicon homology (RH) domain of Rubicon with Rab7-GTP. Here we report the 2.8-Å crystal structure of the Rubicon RH domain in complex with Rab7-GTP. Our structure reveals a fold for the RH domain built around four zinc clusters. The switch regions of Rab7 insert into pockets on the surface of the RH domain in a mode that is distinct from those of other Rab-effector complexes. Rubicon residues at the dimer interface are required for Rubicon and Rab7 to colocalize in living cells. Mutation of Rubicon RH residues in the Rab7-binding site restores efficient autophagic flux in the presence of overexpressed Rubicon, validating the Rubicon RH domain as a promising therapeutic target.

Copyright © 2020 the Author(s). Published by PNAS.