p62/SQSTM1

p62/SQSTM1

一、结构

p62（sequestosome-1，SQSTM1）是一种重要的选择性自噬衔接蛋白[1,2]。越来越多证据表明 p62 在氧化应激反应中发挥重要作用，并充当泛素化底物的自噬受体[1]。p62 升高通常被认为是自噬受到抑制的标志[2]。p62 蛋白含有 6 个功能性结构域[1-3]：

• 泛素相关结构域（ubiquitin-binding domain，UBA）
• Keap1 作用区（Keap1 interacting region，KIR）（Keap1见帖：Keap1-Nrf2-ARE信号通路）
• LC3 互作结构域（LC3 interaction region，LIR）（LC3见帖：细胞自噬）
• TRAF6 结合域（TRAF6 binding domain，TB）（TRAF6见帖：TRAF家族））
• Phox 和 Bem1p 结构域（phox and Bem1p domain，PB1）
• ZZ型锌指结构域（zinc finger domain，ZNF）

各结构域的功能[3]：

• Ｎ端的 PB1 结构域与 p62 的低聚反应有关，该结构域同时与 PKCζ、MEKK3、MEKK5、ERK1、NBR1 等序列相互作用，进而调控 PKCζ-JNK-caspase3 凋亡通路。
• TB 结构域和 ZZ 型锌指结构域可以结合泛素连接酶 TRAF6，调控 TNF-α 及其下游信号通路。
• LIR 结构域结合自噬泡上 LC3，是自噬过程的重要环节。
• KIR 结构域与 Keap1-Nrf2 信号通路有关。
• Ｃ端的 UBA 结构域则参与蛋白酶 降解以及选择性自噬的生理过程。

二、自噬

p62 蛋白可通过 UBA 和 LIR 结构域分别结合泛素化底物及自噬小体，将待降解底物转运至自噬溶酶体系统[3]。

生理条件下，p62 蛋白分子的 UBA 结构域形成稳定的二聚体，与泛素的亲和力较低。但在泛素过表达、热休克、蛋白酶体抑制剂等诱导下，该分子 UBA 结构域的 Ser407 位点被 ULK1 激酶磷酸化（ULK1见帖：细胞自噬），激活成为单体。随后， 酪蛋白激酶-2 或者 TANK 结合激酶-1 磷酸化 UBA 结构域的 Ser403 位点，p62 与泛素的结合力显著增强。p62 蛋白泛素化干扰 UBA 结构域的二 聚化，从而恢复 UBA 结构域识别泛素化底物的效能，促进选择性自噬的启动。在选择性自噬中，p62 不仅作为泛素化蛋白的接头蛋白，也作为底物被自噬过程降解。因此，在生理条件下基础水平的自噬可以维持 p62 处于一个较低的浓度水平[3]。

此外，NBR1 和 ALFY 这 2 种与 p62 相互作用的蛋白同样参与自噬过程，p62 蛋白分子PB1 结构域能够结合 NBR1，加速自噬对泛素化底物、蛋白聚集体、受损细胞器的降解，ALFY 促进 p62 阳性聚合物的装配进行自噬降解[3]。

三、信号转导

p62 分子结构中多个功能性结构域决定其可与多种配体相互作用，成为多种细胞信号转导的中心枢纽[1,2]。如 Keap1-Nrf2、mTOR、NF-κB信号通路。Keap1-Nrf2 通路是抗氧化和亲电应激的主要细胞防御机制之一[1]。

1、Keap1-Nrf2 信号传导

正常情况下，Keap1 同源二聚体通过双位点结合识别 Nrf2 单体，Nrf2 被泛素-蛋白酶体降解。暴露于氧化应激或亲电损伤后，Keap1 被氧化剂修饰，导致构象变化。Nrf2从Keap1相互作用中逃逸并转移至细胞核以诱导一系列编码抗氧化剂和抗炎酶的 Nrf2 靶基因（见帖：Keap1-Nrf2-ARE信号通路）[1]。

磷酸化的 p62 通过 KIR 结构域与 Nrf2 竞争性结合 Keap1，使 Nrf2 从 Keap1 上解离，累积于细胞中，继而入核启动下游保护性基因的表达[1,2]。p62-Keap1 复合物的形成导致 Keap1 在自噬体中隔离并通过自噬而降解。此外，p62 是 Nrf2 的转录靶标，氧化应激时，Nrf2 转录激活并诱导 p62 产生，进而再次激活 Nrf2，在 p62 和 Nrf2 之间形成一个正反馈环[2]。

Keap1-p62 的结合/解离常数显著低于 Keap1-Nrf2 的结合/解离常数，p62 似乎对 Keap1-Nrf2 结合影响不大。通过分析发 现，p62 的 S351 被 mTORC1 磷酸化后，p62 与 Keap1 的亲和力提高了约 30 倍，达到与 Nrf2 竞争的程度，进而导致 Nrf2 的累积[2]。

另外，p62 可与 TRIM16、Nrf2 形成复合物，对错误折叠蛋白转化为蛋白聚集体起重要作用，有利于肿瘤生长[1]。

2、NF-κB信号通路

p62 通过 PB1 结构域结合 RIP（见帖：RIP家族），激活 TNF-α 介导的 NF-κB 信号通路，或者通过 TB 结构域结合 TRAF6 直接激活 NF-κB 信号（NF-κB 信号通路激活见帖：TNFR1相关复合体）[3]。

3、mTORC1信号通路

p62 能够与 Rag、Raptor、TRAF6 蛋白相互作用增加 mTORC1 的活性（见帖：mTOR信号通路），继而激活 S6K1、4EBP、ATF4 等激酶，增强合成代谢反应，促进肿瘤细胞增殖。同时， mTORC1 持续激活上调癌基因 c-Myc 的活性，激活肿瘤相关纤维母细胞，促进 TGFβ 等的合成，从而促进肿瘤的形成[3]。

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参考文献

[1]王娇,张莉,李颖,王慧,王湛,刘宏图.自噬受体蛋白p62的表达及功能研究[J].中国免疫学杂志,2022,38(06):715-719.

[2]高雅然,胡明,吕佩源.选择性自噬接头蛋白p62与Keap1-Nrf2信号通路在神经退行性疾病中的研究进展[J].国际神经病学神经外科学杂志,2020,47(04):439-442.DOI:10.16636/j.cnki.jinn.2020.04.021.

[3]陈佳锋,傅修涛,丁振斌.自噬调控多功能蛋白p62/SQSTM1参与肿瘤及其微环境的研究进展[J].中国临床医学,2020,27(02):321-326.