Naa20 (N-terminal acetyltransferase 20) represses autophagy through AMPK pathway

Abstract

단백질 N-말단 아세틸화는 N-말단 아세틸화효소 (NATs)에 의해 촉매되며 단백질 변형의 대부분이 이 경우에 속한다. 지금까지, NATs family는 NatA부터 NatB까지 일곱 가지가 존재하는 것으로 알려졌고, 이 효소들은 아세틸조효소 A에서부터 아세틸기를 특정 아미노 서열을 가진 타겟 단백질의 α-아미노 그룹에 전달하는 역할을 한다. 이것은 NAT family가 세포대사에 관여될 수 있다는 가능성을 제기한다. 인간에게서는 NatG를 제외한 여섯 가지의 NATs가 존재하며 NatB 복합체는 효소 활성을 가진 Naa20과 보조 역할을 하는 Naa25로 구성되어 있다. 이러한 전제로 Naa20과 오토파지의 관계를 연구하게 되었다. 오토파지는 lysosome에서 일어나는 분해 체계로 세포 내 주로 에너지 결핍 상황 혹은 아세틸조효소 A가 없는 상황에서 유도된다. 또한 세포 내 오래 존재하던 단백질이나 세포 소기관들을 분해하여 세포 항상성을 유지하는 데에 중요한 역할을 한다. 이 연구에서, 오토파지는 영양분 결핍과 mTOR 억제제인 rapamycin에 의해 유도되었고 Hep3B GFP-LC3 세포와 HeLa GFP-LC3 세포에서 실험이 진행되었다. 결과적으로 두 조건 모두 Naa20이KD 되어있지 않은 세포에 비교하여 Naa20이 KD 되어있는 세포에서 autophagy가 증가되어 있는 것을 확인하였다. 또한, AMPK의 활성 정도를 조사하였고 영양분 결핍 상황이 왔을 때 Naa20 KD 세포에서 AMPK가 더 활성을 많이 띠는 것을 확인하였다. 이것은 Naa20이 AMPK를 통해 오토파지를 조절한다는 가능성을 제시한다. 이 결과 또한 AMPK의 억제제인 Compound C를 처리하였을 때 autophagy가 약간 감소하는 것으로 확인되었다. 결과적으로 이 연구에서는 Naa20이 AMPK의 활성을 억제하여 오토파지를 막는 것을 발견하였고, Naa20이 새로운 오토파지의 세포 내생 억제제임을 제시할 수 있다.;Protein N-terminal acetylation is catalyzed by N-terminal acetyltransferases (NATs) and it is most common among most protein modifications in. Until now, NAT family is known to exist from NatA to NatG and transfers acetyl-CoA from acetyl coenzyme A to α-amino group of target proteins with sequence specificity. It is mean that NATs family may be involved in metabolism. NatB complex of seven NATs family contains Naa20, catalytic subunit of it. So I examine the relationship of Naa20 and autophagy. Autophagy is lysosomal degradation system and mainly induced by energy deprivation (acetyl-CoA fallen status). In this study, autophagy is induced by nutrient starvation and rapamycin, mTOR inhibitor, treatment to Hep3B and HeLa cell. Consequently, in both conditions Naa20 KD cells showed increased autophagy level compared to control. I also investigated that the activation of AMPK and other autophagy-related proteins and discovered phosphorylation level of AMPK was more increased by nutrient starvation in Naa20 KD cells. This suggests that Naa20 regulates autophagy through the AMPK pathway. And also it was confirmed autophagy is decreased slightly by compound c, AMPK inhibitor. Finally, this study demonstrates that Naa20 may be a new endogenous inhibitor of autophagy, suggesting that N-terminal acetylation can be a major regulatory mechanisms of its.