解析HAT复合体中的ADAptor2（ADA2）在自噬和磷脂代谢中的作用，以维持内质网稳态及三萜类物质的调节

《Archives of Biochemistry and Biophysics》：Decoding the role of ADAptor2 (ADA2) of HAT complex in autophagy and phospholipid metabolism to maintain ER homeostasis and triterpene regulation

　　

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  ADA2 的缺失导致角鲨烯（三萜类化合物）积累和磷脂变化。
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  ada2Δ 抑制 CDS1 和 INO1，增加磷脂酸（PA）和磷脂酰胆碱（PC）的水平，扩大内质网（ER）面积，并诱导自噬。
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  CDS1 或 INO1 在 ada2Δ 中的过表达可以恢复角鲨烯（SQ）、磷脂酸（PA）、磷脂酰胆碱（PC）水平和自噬功能。
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  磷脂酸（PA）介导的TORC1活性可以降低三萜类化合物的水平并减轻内质网应激，从而抑制自噬。

引言

在真核生物中，转录激活和抑制会持续根据细胞内部和外部条件发生。转录调控受到染色质修饰的影响，特别是在特定赖氨酸残基上的组蛋白乙酰化，这会放松染色质结构并促进基因表达（[1], [2], [3]）。相比之下，转录沉默与核小体乙酰化减少有关，导致染色质更加紧密（[4]）。在酵母中，乙酰化主要由转录调控复合体介导，如Spt-Ada-Gcn5乙酰转移酶（SAGA）、Swi/Snf和Gal80-Gal1/3。SAGA激活RNA聚合酶II介导的转录（[5]），它由四个主要复合体组成：组蛋白乙酰转移酶（HAT）复合体、去泛素化（DUB）复合体、TATA结合蛋白相关因子（TAF）复合体和Ty抑制剂（SPT）复合体（[5]）。先前的研究强调了SAGA在生长、发育以及对各种生物和环境压力条件响应中的调节作用（[6]）。

组蛋白乙酰转移酶（HAT）活性是转录过程中的关键调控机制，主要由HAT复合体驱动，该复合体包含四个亚基：Gcn5、Ada2、Ngg1和Sgf29。HAT活性在基因组范围转录、细胞增殖和DNA损伤机制中起着重要作用（[7], [8], [9], [10]）。Gcn5是该复合体的催化亚基，但其功能依赖于适配蛋白如Ada2、Ngg1和Ada5。其中，转录适配蛋白2（ADA2）对于Gcn5介导的乙酰化至关重要，不是通过直接的催化活性，而是通过物理相互作用来实现Gcn5的功能（[11], [12]）。尽管其重要性不容忽视，但Ada2在调节基因转录方面的具体作用及其广泛的代谢影响仍不清楚。最近的一项研究表明，在果蝇中，dGcn5通过乙酰化转录因子EB来抑制自噬（[13]）。因此，HAT活性通过细胞内乙酰化在自噬调控中起着积极作用。然而，尚不清楚ADAptor蛋白2（Ada2）是否以类似的方式调节自噬。

早期研究发现，HAT复合体通过其组分（如ADA/Gcn5）对SWI/SNF依赖性基因（例如、INO1和Ty元件）的激活起着重要作用（[14]），这表明HAT活性可能在肌醇代谢中发挥作用。在酵母中，肌醇严格控制磷脂生物合成（[15], [16], [17], [18]），而细胞内的肌醇及其衍生物调节自噬（[19]）。HAT复合体通过乙酰化组蛋白H3的丝氨酸10和赖氨酸14残基来调节INO1的表达，后者是磷脂生物合成中的关键基因（[20], [21]）。这些发现表明自噬、肌醇信号传导和磷脂代谢之间存在相互联系。然而，HAT复合体在肌醇信号传导和磷脂途径调控中的确切生理和生化作用仍不清楚。

转录适配蛋白2（Ada2）在真核生物中高度保守，包括人类和植物（[22], [23]），它与Gcn5的相互作用对于体内 HAT活性是必要的（[11], [24], [25]）。然而，Ada2在脂质稳态中的作用及其下游代谢效应（如自噬和三萜类化合物生物合成）仍不清楚。考虑到上述事实，我们分析了HAT复合体的单基因缺失突变体，并评估了三萜类化合物前体角鲨烯（SQ）的水平，这是三萜类化合物/固醇途径流动的关键指标（[26]）。在HAT复合体突变体中，ada2Δ表型表现出显著的SQ升高。在酵母中，自噬调控、磷脂代谢和三萜类化合物代谢是功能上相互关联的（[27], [28], [29]）。我们的共聚焦显微镜数据显示ada2Δ的内质网/核内质网形态扩大，表明磷脂合成发生了变化。这一观察结果得到了RT-qPCR分析的支持，结果显示CDS1和INO1的表达降低，这两种蛋白是磷脂生物合成途径的关键调节因子。在ada2Δ中CDS1和INO1的表达降低促使我们使用二维薄层色谱（2D-TLC）和全面的脂质组学分析来检测总磷脂含量。这些分析显示ada2Δ的磷脂途径存在显著紊乱，表现为磷脂酸（PA）和磷脂酰胆碱（PC）水平升高。研究表明，磷脂的失衡，尤其是PC的失衡，会影响酵母的基础自噬（[30]）。在ada2Δ中，这种代谢失衡伴随着基础自噬和内质网（ER）-自噬的增加，我们的共聚焦显微镜和免疫印迹实验也证实了这一点。

在ada2Δ中，PA水平的升高与静止期营养感应丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶TOR1（TORC1）的持续激活相吻合。这促使我们研究活性TORC1是否将多余的PA重新导向磷脂合成，而减少三酰甘油（TAG）的合成。在用雷帕霉素（rapamycin）抑制TORC1时，ada2Δ表现出较高的TAG水平，伴随较少的PA积累，这表明TORC1-Nem1/Spo7轴介导的Pah1活性优先将PA转化为二酰甘油（DAG），从而促进TAG和脂滴的合成。通过在ada2Δ中删除磷脂酸磷酸水解酶/磷酸酶1（PAH1）基因进一步证明了这一现象。ada2Δpah1Δ菌株即使在雷帕霉素存在的情况下也表现出较高的角鲨烯（SQ）和PA水平。同样，在雷帕霉素处理下，ada2Δ和缺乏Atg39（核内质网自噬受体）的ada2Δ中SQ水平仍然升高。因此，ADA2对与脂质变化相关的代谢后果的多级调控至关重要。总之，这些发现证明了ADA2作为通过磷脂途径调节自噬的因子所起的功能作用。

章节片段

转录适配蛋白2（ADA2）的缺失导致高角鲨烯合成和不受控制的内质网生物发生

为了研究HAT复合体（图1A）在麦角酸-麦角甾醇（MEV-ERG）途径调控中的作用，我们进行了气相色谱（GC）分析，以定量SQ，这是一种重要的中间代谢物和MEV-ERG途径活性的关键指标。在分析的HAT复合体突变体（gcn5Δ, ngg1Δ, sgf29Δ, 和 ada2Δ）中，只有ada2Δ表现出SQ水平显著升高，几乎是野生型（WT）的8倍（图1B）。尽管ada2Δ表现出强烈的

讨论

本研究表明，HAT复合体中ADA2的缺失与脂质代谢改变有关，导致内质网扩张和异常的三萜类化合物/固醇代谢。我们首先分别检查了每个HAT亚基的缺失，通过测量SQ代谢物（麦角酸-麦角甾醇（MEV-ERG）途径活性的关键指标）来评估其对三萜类化合物/固醇代谢的影响（[26]）。在HAT突变体菌株中，ada2Δ显示出显著升高的SQ水平，这与

生长条件、酵母菌株、质粒

本研究中使用的各种酵母菌株（表S1）主要在合成定义的（SD）培养基中生长（0.67%酵母氮基、硫酸铵、2%葡萄糖和氨基酸）。本研究中使用的质粒列在补充表2中。我们使用了之前描述的GFP-Pho8Δ60[71]、pRS316-ATG40-GFP[72]和YCpLAC33-SEC63-GFP[73]质粒来进行一般/巨自噬和内质网自噬的研究

CRediT作者贡献声明

Manjushri Anbarasu：研究。Monala Jayaprakash Rao：研究、正式分析。Niveditha N Nawada：研究、正式分析。Alka Rathore：研究、数据管理。Degala Venkata Shashank：正式分析、研究、方法学。Budarapu Gouri Priya：正式分析、研究、方法学、写作——审稿和编辑。Venkata Rao DK：可视化、监督、软件、资源、正式分析、概念化。Ratnasekhar CH：正式分析、数据

数据可用性声明

可以通过联系相应作者获得支持本研究发现的数据。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者感谢CSIR-中央药用和芳香植物研究所的主任长期的支持和鼓励。这项工作得到了CIMAP-ULIP拨款（MLP002610）以及印度科学技术部的BT/PR47750/BSA/33/72/2024》项目的支持。AR感谢DST – INSPIRE [编号 DST/INSPIRE奖学金/2019/IF190108]在新德里提供的财政支持，这对她的博士研究起到了重要作用。

Alka Rathore|Budarapu Gouri Priya|Niveditha N. Nawada|Degala Venkata Shashank|Monala Jayaprakash Rao|Manjushri Anbarasu|Ravi Manjithaya|Ashutosh K. Tiwari|C.H. Ratnasekhar|D.K. Venkata Rao