近期，潘李锋研究组在Science Advances发表了题为“Structural and biochemical advances on the recruitment of the autophagy-initiating ULK and TBK1 complexes by autophagy receptor NDP52”的研究论文（https://advances.sciencemag.org/content/7/33/eabi6582）。该团队首先利用凝胶共迁移、等温量热滴定、分析型超速离心技术、液体核磁共振等多种实验方法，详细研究了自噬受体蛋白NDP52与自噬起始ULK复合物亚基RB1CC1之间的相互作用，首次发现除了其SKICH结构域可以结合RB1CC1的C端第二个Coiled-coil区域外，NDP52的非经典LIR区域也可以特异性地结合RB1CC1的Claw结构域，表明NDP52会采用双位点的作用模式来结合RB1CC1。随后，利用X射线单晶衍射技术，该团队首次解析了NDP52 SKICH/RB1CC1 Coiled-coil复合物的晶体结构，并基于团队过去解析的NDP52的SKICH结构域结合NAP1的复合物结构（PNAS. 2018, 115, E11651-E11660），发现NDP52的SKICH采用完全不同的区域和作用模式去结合RB1CC1和NAP1。有趣的是，后续的研究表明RB1CC1和NAP1会通过别构效应竞争结合NDP52的SKICH结构域，但是由于NAP1中FIR模序的存在可以介导RB1CC1/NDP52/NAP1三元复合物的形成。同时，该团队也首次解析了NAP1的FIR模序结合RB1CC1的Claw结构域的复合物结构，详细阐明了NAP1结合RB1CC1的分子机制。后续基于氨基酸序列的比对分析，发现NAP1的FIR与NDP52的非经典LIR具有非常相似的序列类型，并进一步通过点突变等生化实验证实NDP52的非经典LIR模序也采用相似的作用模式去结合RB1CC1的Claw结构域，进而系统阐明了NDP52和RB1CC1之间相互作用的分子机制。此外，通过相关的生化研究，该团队还发现与NDP52的LIR类似，NAP1的FIR也可以选择性地识别ATG8家族蛋白，并进一步解析了NAP1的FIR结合GABARAP的复合物结构，揭示了NAP1识别ATG8家族蛋白的分子机制。同时，通过phos-tag胶、磷酸化质谱分析等实验方法证明了TBK1能通过磷酸化NDP52中LIR模序的T137残基来增强NDP52与ATG8家族蛋白之间的相互作用，并发现RB1CC1的Claw结构域和ATG8家族蛋白会竞争结合NDP52的LIR模序。
图1. NDP52和相关接头蛋白NAP1结合RB1CC1和ATG8家族蛋白的分子机制
综上所述，该研究工作首次揭示了自噬受体蛋白NDP52特异性地通过双位点的作用模式来结合RB1CC1的分子机制。同时，首次发现TBK1激酶对NDP52的磷酸化修饰能进一步增强NDP52对ATG8家族蛋白的结合，并揭示了NAP1的FIR模序对RB1CC1/NAP1/NDP52三元复合物形成的重要作用。该研究工作的相关实验结果表明自噬受体蛋白NDP52在识别自噬底物后可能先通过结合RB1CC1招募ULK复合物，并通过NAP1招募TBK1激酶，然后原位介导自噬前体的产生，同时激活的TBK1可通过磷酸化NDP52来增强其结合ATG8家族蛋白的能力，从而进一步促进后续自噬前体的延伸和闭合过程。因此，该研究工作从生化和结构角度对NDP52、NAP1、RB1CC1、ATG8家族蛋白间相互作用的分子机制提供了新见解，扩展了领域内对于自噬受体蛋白NDP52介导的选择性自噬过程的分子机制的认识。
图2. NDP52在选择性自噬过程中招募ULK、TBK1复合物以及ATG8家族蛋白的工作模式图
潘李锋课题组已毕业的付涛博士为本文的第一作者，潘李锋研究员为通讯作者。上述研究工作得到科技部国家重点研发计划专项、国家自然科学基金委、上海市科委、中国科学院战略性先导科技专项（B类）和生命有机化学国家重点实验室的资助。
