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La persulfuración de la proteasa ATG4 como mecanismo regulador de la autofagia en plantas

La proteasa AtATG4a es la proteína que manifiesta mayor descenso de persulfuración de todo el proteoma.


El sulfuro de hidrógeno es un señalizador que regula diversos procesos biológicos en plantas y otros muchos organismos. La persulfuración de grupos tiol de residuos de cisteína en proteínas es uno de los mecanismos en que participa el H2S. Entre los procesos así regulados se halla la autofagia, importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas y en la respuesta de estas a estreses ambientales. El artículo describe estudios por investigadores del CSIC liderados por Cecilia Gotor, con el objetivo de caracterizar el mecanismo molecular por el cual la persulfuración regula la autofagia en respuesta a estreses abióticos en Arabidopsis

 

En base a anteriores evidencias de que el ácido abscísico es un inductor de la autofagia en esta planta, los autores empiezan demostrando que en hojas de Arabidopsis tratadas con ácido abscísico, la proteasa AtATG4a es la proteína que manifiesta mayor descenso de persulfuración de todo el proteoma. Dicha proteasa está involucrada en la autofagia procesando la proteína AtATG8, liberando así un residuo de glicina en el extremo C-terminal de esta y permitiendo la conjugación de fosfatidiletanolamina para iniciar la formación de autofagosomas. A continuación, el trabajo combina estudios in vitro en que la ATG8 del alga C. reinhardtii es sustrato de la proteasa AtATG4a con estudios con extractos celulares de plantas de Arabidopsis tratadas con ácido abscísico y en presencia o no de H2S o de otras moléculas que persulfuran grupos tiol. Así, se demuestra que la persulfuración del residuo Cys170 del centro activo de AtATG4 inhibe su actividad proteolítica sobre ATG8 al causar cambios conformacionales en aquel. En presencia de estreses abióticos se reduce la persulfuración de Cys170 con la consiguiente activación de la proteasa y el desencadenamiento de la autofagia. 

 

Laureano-Marín AM, Aroca A, Pérez-Pérez ME, Yruela I, Jurado-Flores A, Moreno I, Crespo JL, Romero LC, Gotor C. 2020. Abscisic Acid-Triggered Persulfidation of Cysteine Protease ATG4 Mediates Regulation of Autophagy by Sulfide. Plant Cell. doi: 10.1105/ tpc.20.00766.


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