跟大家分享一篇发表在Angew上的文章，文章题目是“APEX2-based Proximity Labeling of Atox1 Identifies CRIP2 as a Nuclear Copper-binding Protein that Regulates Autophagy Activation”。本文通讯作者是来自北京大学药学院的王晶研究员，他们课题组的研究方向主要是化学生物学在药物新靶标发现中的应用。本文主要介绍了基于APEX2邻近标记技术发现的一种新型核铜离子结合蛋白CRIP2，并阐释了该蛋白通过介导的铜代谢而参与肿瘤细胞的自噬激活等功能。
铜离子是具有多种生物学功能的重要金属离子，其水平会影响MAPK信号传导、脂质代谢和自噬等过程，并且会影响肿瘤血管生成、发展进程和转移。有研究表明，人体中的铜伴侣Atox1将铜传递给高尔基网络中的P1B型ATP酶，并与重要的铜依赖酶结合。由此，可以通过协调铜转运介导乳腺癌细胞迁移。同时，Atox1可以转移到细胞核内，与细胞周期蛋白结合，并可能作为转录因子 (TF) 发挥促进细胞增殖的作用。由于Atox1与下游蛋白的作用很多是弱的动态相互作用，传统的分析方法局限于捕获最稳定的相互作用蛋白。因此，高度瞬态和弱的Atox1相互作用蛋白的信息会被丢失。本文基于APEX2邻近标记技术和定量质谱分析，对Atox1的相互作用蛋白进行了全面的研究，发现了Atox1与细胞核内富含半胱氨酸的蛋白 2 (CRIP2) 具有相互作用，Atox1 结合并促进铜加载CRIP2中，从而促进其泛素介导的降解并诱导自噬。首先，作者构建了C端核定位序列标记的Atox1与APEX2 的基因融合蛋白，并对其细胞核定位能力进行了验证。接下来，基于APEX2邻近标记的蛋白质组学分析，揭示了肺癌细胞核中潜在的Atox1相互作用蛋白，共得到了317个蛋白，其中包含已知的Atox1相互作用蛋白DNMT1，证明了该方法的可信性。随后，作者基于稳定同位素二甲基化标记策略，定量检测+/- H2O2 和+/- APEX2条件下蛋白标记的丰度，去除非特异性标记蛋白，共筛选得到102个蛋白质。经过筛选和验证，他们鉴定到9个仅在+H2O2/+APEX2实验组出现的蛋白。基于金属结合蛋白CXXC和CXXXC的特殊序列，他们发现这9个蛋白中唯一一个在LIM结构域出现CXXC的蛋白是CRIP2。基于此，他们通过一系列生化实验对CRIP2结合铜离子的能力进行了验证，并通过尺寸排阻色谱 (SEC) 分析证明铜离子从Atox1转移到CRIP2。最后，作者验证了铜离子结合的作用，结果表明CRIP2以铜结合形式更容易降解，铜离子通过促进CRIP2泛素化以促进其降解，在H1299细胞中，CRIP2降解会提高细胞内的ROS水平从而激活自噬。
总而言之，本文基于APEX2技术研究了铜伴侣Atox1的相互作用蛋白，鉴定到了核铜离子结合蛋白CRIP2，并暗示CRIP2介导的铜代谢参与癌细胞自噬的激活。文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108961原文引用：DOI：10.1002/anie.202108961
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