轉(zhuǎn)錄因子EB（transcription factor EB, TFEB）是小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（microphthalmia/transcription factor E,MiTF）家族成員之一,是控制影響溶酶體功能、自噬和細胞代謝等相關(guān)基因表達的轉(zhuǎn)錄因子。TFEB的活性主要受哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1（mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1）磷酸化修飾的影響并和其亞細胞定位有著密切的關(guān)系,但是越來越多的研究表明其他的一些激酶也可以以不依賴于mTORC1的方式對TFEB進行磷酸化修飾,除此之外,一些其他的修飾也會參與調(diào)控TFEB的活性,TFEB的活性狀態(tài)直接影響了細胞的生理狀態(tài)及腫瘤、神經(jīng)退行性等疾病的發(fā)生。因此,TFEB調(diào)控機制的闡明有助于深入了解這些疾病的發(fā)病機制,也為防治這些疾病提供了新的靶點。 

【文章來源】：生命的化學(xué). 2020,40(12)CSCD

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【部分圖文】：

TFEB的磷酸化調(diào)控機制

近年來，TFEB因其結(jié)合CLEAR網(wǎng)絡(luò)而調(diào)節(jié)自噬得到廣泛的關(guān)注。TFEB在線粒體生物合成、能量代謝、免疫應(yīng)答等方面也具有重要的作用，可以說TFEB是細胞清除和能量代謝的總調(diào)節(jié)劑。TFEB作為影響自噬和能量代謝的重要轉(zhuǎn)錄因子，在疾病治療方面同樣具有重要價值，如在溶酶體貯積癥模型中有明顯的TFEB水平的升高，而在神經(jīng)退行性疾病中有很多蛋白質(zhì)的聚集和明顯的自噬損傷，而激活TFEB有明顯的治療效果[7]。研究表明，TFEB和非酒精性脂肪肝也存在一定關(guān)系[45]。所以，TFEB作為溶酶體和自噬相關(guān)蛋白的轉(zhuǎn)錄因子，明確其在疾病中的具體作用機制將是后續(xù)的研究重點。同時發(fā)現(xiàn)不同疾病中的TFEB特異性調(diào)節(jié)因子及其活性的改變可能為治療疾病提供了新的靶點。而TFEB除了參與調(diào)控自噬相關(guān)通路之外，在免疫反應(yīng)[6]、骨吸收及血管生成中[46]也發(fā)揮一定的作用，所以揭示TFEB在其他通路中是否發(fā)揮功能至關(guān)重要。同時，TFEB活性調(diào)控的研究主要集中在TFEB的磷酸化修飾，而其他轉(zhuǎn)錄后修飾如乙�；揎検欠駮绊懸约叭绾斡绊慣FEB的亞細胞定位和活性狀態(tài)仍需得到關(guān)注。另外關(guān)于TFEB上游調(diào)控的研究主要集中在細胞質(zhì)內(nèi)，而對細胞核內(nèi)是否存在影響TFEB活性因素的研究還很少。

TFEB的活性主要受磷酸化修飾的影響，目前對控制TFEB磷酸化的研究中，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)起到主要的調(diào)控作用。mTORC1是一種進化上高度保守的絲/蘇氨酸激酶復(fù)合物，調(diào)控多個細胞過程，包括細胞生長、增殖、細胞周期和自噬等，同時mTORC1也受到生長因子、葡萄糖和氨基酸等的調(diào)控。在正常的環(huán)境下，mTORC1磷酸化TFEB并使其定位在細胞質(zhì)，而當細胞缺乏氨基酸時，mTORC1不能磷酸化TFEB從而TFEB轉(zhuǎn)位到細胞核，激活下游自噬及溶酶體合成等相關(guān)基因的表達[11]。mTORC1對TFEB的磷酸化過程發(fā)生在溶酶體膜上，并且和Rag GTP酶有密切關(guān)系。在正常營養(yǎng)環(huán)境下，Rag蛋白以異二聚的形式(與GTP相連的RagA或RagB以及與GDP相連的RagC或RagD)存在并且受到五聚體復(fù)合物調(diào)控子的調(diào)控而定位在溶酶體膜上，此時Rag蛋白處于活性狀態(tài)并且將TFEB和mTORC1招募到溶酶體膜上，在溶酶體膜上mTORC1磷酸化TFEB；而當細胞缺乏氨基酸時，Rag蛋白失活(與GDP相連的RagA或RagB以及與GTP相連的RagC或RagD),mTORC1不能被招募到溶酶體膜上并且處于失活狀態(tài)，此時，TFEB不能發(fā)生磷酸化，非磷酸化狀態(tài)的TFEB進入細胞核激活下游自噬及溶酶體相關(guān)基因的表達。mTORC1可能直接或間接影響TFEB多個位點的磷酸化，目前研究較為清楚的是絲氨酸211(S211)、絲氨酸122(S122)和絲氨酸142(S142)三個位點的磷酸化，mTORC1磷酸化TFEB S211位點，促使TFEB的核定位序列(nuclear localization sequence,NLS)被遮蔽并與細胞質(zhì)14-3-3蛋白結(jié)合，使其滯留在細胞質(zhì)而入核受阻，而mTORC1磷酸化S122和S142位點來調(diào)節(jié)TFEB亞細胞定位的機制還不是很清楚，但是S122位點的磷酸化和S211位點的磷酸化并不相同，S122位點的磷酸化并不涉及細胞質(zhì)14-3-3蛋白的結(jié)合[12]。除了mTORC1之外，TFEB還受到其他的激酶或因子的調(diào)控。絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是一類參與從細胞膜向細胞核信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，包括細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular signal regulated kinases,ERK)、C-jun氨基末端激酶(jun amino terminal kinases,JNKs)和p38/SAPKs，在細胞生長、增殖和分化中發(fā)揮作用。在對營養(yǎng)和生長因子調(diào)控TFEB活性的研究中發(fā)現(xiàn)，ERK2受胞外營養(yǎng)因子影響，介導(dǎo)TFEB S142位點的磷酸化，影響TFEB的亞細胞定位，從而對溶酶體功能和自噬產(chǎn)生調(diào)控作用[13]。除此之外，MAP4K3也會受到氨基酸影響而磷酸化TFEB，從而對自噬進行調(diào)控[14]。MAP4K3是MAPK Ste20亞家族成員，通過激活蛋白激酶C-θ(protein kinase C-θ,PKC-θ)[15]和JNK促進凋亡[16]從而在自身免疫性疾病中發(fā)揮作用。在氨基酸充足的情況下，MAP4K3在細胞質(zhì)中直接和TFEB互作，磷酸化TFEB絲氨酸3(S3)位點，TFEB S3位點的磷酸化使Rag GTP酶通過其與mTORC1的五聚體復(fù)合物調(diào)控子之間的相互作用將細胞質(zhì)中的TFEB-MAP4K3復(fù)合物招募到溶酶體表面，然后在溶酶體表面mTORC1和TFEB相互作用并且磷酸化TFEB的S211位點，S211位點的磷酸化使TFEB從溶酶體表面離開進入細胞質(zhì)，在細胞質(zhì)中S211位點磷酸化的TFEB和細胞質(zhì)14-3-3蛋白結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)TFEB以非活性的形式定位在細胞質(zhì)；而當細胞缺乏氨基酸時，MAP4K3定位在溶酶體上而不能磷酸化TFEB的S3位點，未發(fā)生磷酸化的TFEB進入細胞核，從而激活下游基因的表達。TFEB S3位點的磷酸化發(fā)生在mTORC1介導(dǎo)的S211位點的磷酸化之前，并且S3位點的磷酸化對于S211位點的磷酸化是必需的。


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