PROPPINs are phosphoinositide-binding β-propeller proteins that mediate membrane recruitment of other proteins and are involved in different membrane remodeling processes. The main role of PROPPINs is their function in autophagy, where they act at different steps in phagophore formation. The human PROPPIN WIPI4 (WDR45) forms a complex with ATG2 involved in phagophore elongation, and mutations in this gene cause β-propeller protein-associated neurodegeneration (BPAN). The yeast functional counterpart of WIPI4 is Atg18, although its closest sequence homolog is another member of the PROPPIN family, Hsv2, whose function remains largely undefined. Here, we provide evidence that Hsv2, like WIPI4 and Atg18, interacts with Atg2. We show that Hsv2 and a pool of Atg2 colocalize on endosomes under basal conditions and at the pre-autophagosomal structure (PAS) upon autophagy induction. We further show that Hsv2 drives the recruitment of Atg2 to endosomes while Atg2 mediates Hsv2 recruitment to the PAS. HSV2 overexpression results in mis-sorting and secretion of carboxypeptidase CPY, suggesting that the endosomal function of this protein is related to the endosome-to-Golgi recycling pathway. Furthermore, we show that the Atg2 binding site is conserved in Hsv2 and WIPI4 but not in Atg18. Notably, two WIPI4 residues involved in ATG2 binding are mutated in patients with BPAN, and there is a correlation between the inhibitory effect of these mutations on ATG2 binding and the severity of the disease.

中文翻译：

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WIPI4 和酵母 Hsv2 中保守的 ATG2 结合位点被导致 β-螺旋桨蛋白相关神经变性的突变破坏

PROPPIN 是结合磷酸肌醇的 β-螺旋桨蛋白，可介导其他蛋白质的膜募集，并参与不同的膜重塑过程。PROPPINs 的主要作用是它们在自噬中的功能，它们在吞噬细胞形成的不同步骤中起作用。人类 PROPPIN WIPI4 (WDR45) 与参与吞噬细胞延伸的 ATG2 形成复合物，该基因的突变导致 β-螺旋桨蛋白相关神经变性 (BPAN)。WIPI4 的酵母功能对应物是 Atg18，尽管其最接近的序列同源物是 PROPPIN 家族的另一个成员 Hsv2，其功能在很大程度上仍未定义。在这里，我们提供了 Hsv2 与 WIPI4 和 Atg18 一样与 Atg2 相互作用的证据。我们显示 Hsv2 和 Atg2 池在基础条件下和自噬诱导后的自噬前体结构 (PAS) 上共定位在内体上。我们进一步表明 Hsv2 驱动 Atg2 向内体的募集，而 Atg2 介导 Hsv2 向 PAS 的募集。HSV2 过表达导致羧肽酶 CPY 的错误分选和分泌，表明该蛋白的内体功能与内体到高尔基体的循环途径有关。此外，我们表明 Atg2 结合位点在 Hsv2 和 WIPI4 中是保守的，但在 Atg18 中不存在。值得注意的是，参与 ATG2 结合的两个 WIPI4 残基在 BPAN 患者中发生了突变，这些突变对 ATG2 结合的抑制作用与疾病的严重程度之间存在相关性。我们进一步表明 Hsv2 驱动 Atg2 向内体的募集，而 Atg2 介导 Hsv2 向 PAS 的募集。HSV2 过表达导致羧肽酶 CPY 的错误分选和分泌，表明该蛋白的内体功能与内体到高尔基体的循环途径有关。此外，我们表明 Atg2 结合位点在 Hsv2 和 WIPI4 中是保守的，但在 Atg18 中不存在。值得注意的是，参与 ATG2 结合的两个 WIPI4 残基在 BPAN 患者中发生了突变，这些突变对 ATG2 结合的抑制作用与疾病的严重程度之间存在相关性。我们进一步表明 Hsv2 驱动 Atg2 向内体的募集，而 Atg2 介导 Hsv2 向 PAS 的募集。HSV2 过表达导致羧肽酶 CPY 的错误分选和分泌，表明该蛋白的内体功能与内体到高尔基体的循环途径有关。此外，我们表明 Atg2 结合位点在 Hsv2 和 WIPI4 中是保守的，但在 Atg18 中不存在。值得注意的是，参与 ATG2 结合的两个 WIPI4 残基在 BPAN 患者中发生了突变，这些突变对 ATG2 结合的抑制作用与疾病的严重程度之间存在相关性。表明该蛋白质的内体功能与内体到高尔基体的再循环途径有关。此外，我们表明 Atg2 结合位点在 Hsv2 和 WIPI4 中是保守的，但在 Atg18 中不存在。值得注意的是，参与 ATG2 结合的两个 WIPI4 残基在 BPAN 患者中发生了突变，这些突变对 ATG2 结合的抑制作用与疾病的严重程度之间存在相关性。表明该蛋白质的内体功能与内体到高尔基体的再循环途径有关。此外，我们表明 Atg2 结合位点在 Hsv2 和 WIPI4 中是保守的，但在 Atg18 中不存在。值得注意的是，参与 ATG2 结合的两个 WIPI4 残基在 BPAN 患者中发生了突变，这些突变对 ATG2 结合的抑制作用与疾病的严重程度之间存在相关性。