YKT6如何调控自噬体-溶酶体融合？2024分子机制与疾病治疗新靶点

Autofagis adalah jalur biologi penting yang digunakan sel untuk mendegradasi dan mendaur ulang komponen intraseluler guna mempertahankan homeostasis, di mana fusi antara autofagosome dengan lisosom merupakan langkah kritis terakhir dalam proses degradasi. Penelitian-penelitian baru-baru ini telah menetapkan peran YKT6 yang tidak dapat dipisahkan dalam peristiwa fusi ini dan mengungkapkan mekanisme regulasi multilevelnya. YKT6 berpartisipasi langsung dalam proses penyusunan kompleks SNARE yang mediasi fusi antara autofagosome dan lisosom. Selama bertahun-tahun, kompleks STX17-SNAP29-VAMP8 dianggap sebagai mesin SNARE inti yang memediasi peristiwa fusi tersebut. Namun, bukti baru menunjukkan bahwa YKT6 tidak bekerja secara independen dari jalur ini, melainkan berpartisipasi dalam bentuk "starter" atau "pre-fusion" kompleks. Penelitian menunjukkan bahwa YKT6 dapat membentuk kompleks trimer stabil (YKT6-SNAP29-STX17) melalui domain SNARE-nya dengan STX17 pada autofagosome dan SNAP29 umum. Keberadaan kompleks ini memfasilitasi penggantian VAMP8 oleh YKT6, sehingga membentuk kompleks akhir STX17-SNAP29-VAMP8 yang memiliki kemampuan fusi membran dengan lebih efisien. Dengan demikian, kompleks YKT6-SNAP29-STX17 berperan sebagai "starter" yang mempromosikan pencampuran lipid dan konten, meningkatkan flux autofagi [11]. Selain itu, dalam kelenjar ludah larva lalat buah, YKT6 membentuk kompleks SNARE lainnya dengan Syntaxin13 dan SNAP29, yang memediasi fusi vesikel pembawa positif LAMP1 dengan granula sekretori, mengontrol maturation granula sekretori dan degradasi melalui sekretoris (crinophagy), yang memperluas peran YKT6 dalam jalur degradasi lisosom terkait [19]. Fungsi YKT6 dikendalikan dengan presisi oleh jalur sinyal hulu, di mana modifikasi fosforilasi adalah salah satu mekanisme kunci. Studi menunjukkan bahwa ULK1 (Atg1 pada ragi) dapat mencatalisis modifikasi fosforilasi YKT6. Modifikasi fosforilasi ini konservatif dalam ragi, mamalia, dan cacing. Fosforilasi yang bergantung pada ULK1 merusak fungsi YKT6, menyebabkan defek dalam pembentukan autofagosome dan fusi autofagosome-lisosom, sehingga menurunkan tingkat kelangsungan hidup sel di bawah kondisi stres [14]. Hal ini mengungkapkan bagaimana sinyal inisiasi autofagi dapat menyesuaikan timing dan efisiensi seluruh proses autofagi melalui modifikasi mesin fusi. Protein terkait golgi juga mengatur fusi autofagis yang dimediasi oleh YKT6. Protein pengikat golgi GORASP2 terletak pada permukaan autofagosome dalam kondisi kekurangan glukosa. Kehilangannya tidak hanya mempengaruhi proses penutupan fagosome, tetapi juga melemahkan aktivitas RAB7A serta penyusunan dua kompleks SNARE, yaitu STX17-SNAP29-VAMP8 dan YKT6-SNAP29-STX7. Ini menunjukkan bahwa GORASP2 berfungsi sebagai protein platform yang mengaktifkan mesin fusi membran RAB7A-HOPS-SNARE, membantu SNARE protein seperti YKT6 dalam menyelesaikan maturation dan fusi autofagosome [20]. Modifikasi lipid YKT6 adalah prasyarat untuk penempatan dan fungsi YKT6 pada struktur membran terkait autofagi, dan proses ini rentan terganggu dalam kondisi patologis. Dalam model Penyakit Parkinson (PD), agregasi α-sinklein akan meningkatkan aktivitas farnesyltransferase (FTase), namun paradoksnya menyebabkan penurunan YKT6 yang fungsional dan terikat membran, mungkin karena mengganggu modifikasi lipid atau konformasi yang tepat. Kehilangan YKT6 kemudian merusak kompleks yang dibentuk dengan SNAP29, merusak fusi autofagosome-lisosom secara parah, menyebabkan hambatan flux autofagi dan akumulasi protein toksik lebih lanjut [12]. Menariknya, pengobatan dengan inhibitor farnesyltransferase (FTI) dapat mengembalikan bentuk aktif YKT6, mempromosikan transportasi enzim hidrolitik lisosom, meningkatkan fusi autofagi-lisosom, dan mempercepat penghapusan α-sinklein, memberikan pendekatan terapi baru untuk PD [12, 21]. Secara keseluruhan, YKT6 memandu fusi autofagosome-lisosom secara langsung melalui pembentukan kompleks starter, dan fungsi ini diatur oleh fosforilasi ULK1, protein pengikat golgi, dan status modifikasi lipid sendiri. Dalam penyakit degeneratif saraf, hilangnya fungsi YKT6 merupakan elemen kunci dari defek autofagi, dan pemulihan fungsinya menjadi strategi terapi yang berpotensi.