scholarly journals Mechanism of action of Pseudomonas aeruginosa exotoxin Aiadenosine diphosphate-ribosylation of mammalian elongation factor 2 in vitro and in vivo.

1977 ◽  
Vol 15 (1) ◽  
pp. 138-144 ◽  
Author(s):  
B H Iglewski ◽  
P V Liu ◽  
D Kabat
Keyword(s):  
Pseudomonas Aeruginosa ◽  
Mechanism Of Action ◽  
Elongation Factor ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Pseudomonas Aeruginosa Exotoxin

scholarly journals Μελέτη μορίων του πρωτόζωου Leishmania που εμπλέκονται στην πρόοδο του κυτταρικού κύκλου

2014 ◽  
Author(s):  
Αλέξανδρος Αλεξανδράτος
Keyword(s):  
Heat Shock ◽  
Elongation Factor ◽  
Alpha Subunit ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Eukaryotic Elongation Factor 2 ◽  
Eukaryotic Elongation Factor ◽  
Processing Peptidase

Τα είδη του γένους Leishmania αποτελούν υποχρεωτικά ενδοκυττάρια πρωτοζωικά παράσιτα που προκαλούν ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, τις λεισμανιάσεις. Η λεϊσμανίαση θεωρείται νόσος εξέχουσας σπουδαιότητας, με 2 εκατομμύρια νέα κρούσματα το χρόνο, χρήζουσας μεγάλης κοινωνικής και οικονομικής σημασίας. Για τον έλεγχο των συνεχώς αυξανόμενων κρουσμάτων, είναι επιτακτική ανάγκη η ανάπτυξη νέων μη-τοξικών φαρμάκων που θα στοχεύουν σε μόρια-στόχους σημαντικά για την ολοκλήρωση του παρασιτικού κύκλου ζωής. Κατ’ αυτόν τον τρόπο κρίνεται απαραίτητη η μελέτη μηχανισμών και παραγόντων μολυσματικότητας του παρασίτου, που ελέγχουν τον κυτταρικό κύκλο και τη διαφοροποίηση του παρασίτου. Στα πλαίσια αυτά, έχει δειχθεί ότι η επισωμική υπερέκφραση της συνδετικής ιστόνης Η1 του παρασίτου Leishmania (LeishH1) οδηγεί στην καθυστέρηση της ολοκλήρωσης του κυτταρικού κύκλου, αλλά παράλληλα και στη μείωση του ρυθμού διαφοροποίησης των παρασίτων από προμαστιγωτές σε αμαστιγωτές μορφές, έχοντας σαν αποτέλεσμα τη μείωση της μολυσματικότητας του παρασίτου τόσο in vitro όσο και in vivo. Στόχος αυτής της διατριβής ήταν η ανάδειξη μορίων που επηρεάζουν τη μολυσματικότητα του παρασίτου, μελετώντας το προτέωμα των μη μολυσματικών παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1. Η συγκριτική μελέτη των παρασίτων που υπερεκφράζουν τη LeishH1 σε σχέση με τα παράσιτα ελέγχου, είχε επίσης ως σκοπό την περαιτέρω μελέτη του βιολογικού ρόλου της LeishH1 στα παράσιτα και τη διερεύνηση του ρόλου της στη γονιδιακή ρύθμιση του παρασίτου. Η συγκριτική πρωτεομική ανάλυση με ηλεκτροφόρηση δυο-διαστάσεων, των παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1 σε σχέση με τα παράσιτα ελέγχου, κατέδειξε πως μόνο μια μικρή ομάδα πρωτεϊνών παρουσιάζει διαφορική έκφραση. Συγκεκριμένα, τρεις πρωτεΐνες [heat shock protein 83 (HSP83), eukaryotic elongation factor 2(eEF-2), alpha subunit of the mitochondrial processing peptidase (α-MPP)] παρουσιάζουν χαμηλότερα επίπεδα έκφρασης ενώ άλλες δυο (α/β τουμπουλίνη, ΜΑΡ) παρουσιάζουν μεγαλύτερη κατανομή έκφρασης. Πειράματα αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης αντίστροφης μεταγραφάσης πραγματικού χρόνου, επιβεβαίωσαν το αποτέλεσμα αυτό, υποδηλώνοντας ότι η LeishH1 δεν είναι γενικός καταστολέας της μεταγραφής αλλά επηρεάζει ένα ειδικό υποσύνολο πρωτεϊνών, σε προ- ή μετα-μεταγραφικό επίπεδο. Ανάμεσα στις πρωτεΐνες με διαφορική έκφραση ήταν και η τουμπουλίνη. Η διαφορική έκφραση της πρωτεΐνης αντικατοπτρίζεται άμεσα στη μορφολογία των παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1, καθώς τα παράσιτα αυτά παρουσιάζουν μικρότερο και πιο στρογγυλό σχήμα και μεγαλύτερη μορφολογική ετερογένεια. Μια ακόμα πρωτεΐνη με διαφορική έκφραση, ήταν και η HSP83, η οποία παρουσίασε χαμηλότερα επίπεδα. Θέλοντας να εξακριβώσουμε σε ποιο επίπεδο παρεμβαίνει η LeishH1 στο μηχανισμό έκφρασης της HSP83, συγκρίναμε τα επίπεδα του mRNA και η ανάλυση κατέδειξε ότι δεν υπάρχουν διαφορές στα επίπεδα αυτά. Επίσης, μελετήθηκε ο ρυθμός έκφρασης της πρωτεΐνης μέσω της μεταβολικής σήμανσης των πρωτεϊνών και αποκαλύφθηκε πως σε αυτό το στάδιο εντοπίζεται η παρεμβολή της LeishH1, καθώς τα παράσιτα που την υπερεκφράζουν παρουσιάζουν χαμηλότερο ρυθμό έκφρασης της HSP83. Συμπερασματικά διαφαίνεται πως υπάρχει μια συσχέτιση μεταξύ μονοπατιών που εμπλέκονται στην αντίσταση έναντι φαρμακευτικών ουσιών, στην απόπτωση και τη μολυσματικότητα. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, τα ειδικά σήματα και οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη διαφοροποίηση/μολυσματικότητα του παρασίτου και την απόπτωση/απόκριση στο στρες, χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης καθώς φαίνεται να αποτελούν τις δυο όψεις του ίδιου νομίσματος.

scholarly journals Target-driven design of a coumarinyl chalcone scaffold based novel EF2 Kinase inhibitor suppresses breast cancer growth in vivo

2020 ◽  
Author(s):  
Ferah Comert Onder ◽  
Nermin Kahraman ◽  
Esen Bellur Atici ◽  
Ali Cagir ◽  
Hakan Kandemir ◽  
...  
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Kinase Inhibitor ◽  
Elongation Factor ◽  
Binding Pocket ◽  
Clinical Prognosis ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Eukaryotic Elongation Factor ◽  
Breast Cancer Growth

AbstractEukaryotic elongation factor 2 kinase (eEF-2K), an unusual alpha kinase, is involved in protein synthesis through phosphorylation of elongation factor 2 (EF2). eEF-2K is indicated as one of the critical drivers of breast cancer and associated with poor clinical prognosis, representing a potential molecular target. The crystal structure of eEF-2K is unknown and there is no potent and effective eEF-2K inhibitor reported for clinical applications. To meet this challenge, we designed and synthesized several generations of potential inhibitor compounds and performed in silico studies. The effect of the inhibitors at the binding pocket of eEF-2K is analyzed after developing a 3D target model by homology modeling approaches using a domain of another α-kinase called myosin heavy-chain kinase A (MHCKA) that is closely resembling eEF-2K. Our results showed that compounds with coumarin-chalcone cores have a high predicted binding affinity for binding to eEF-2K. Following in vitro studies, we identified a compound that was highly effective in inhibiting eEF-2K activity at submicromolar concentrations and inhibited proliferation of various breast cancer cells with different features (BT20, MDA-MB-231, MDA-MB-436 and MCF-7) by induction of apoptosis while sparing normal cells. In vivo systemic administration of the the lead inhibitor encapsulated in single lipid-based nanoparticles twice a week significantly supressed growth of MDA-MB-231 tumors in orthotopic breast cancer models in nude mice. In conclusion, our study provides the first in vivo effective small molecule eEF-2K inhibitor that may be used for molecularly targeted precison medicine strategies in breast cancer or other eEF-2K-dependent tumors.

scholarly journals Identification and Characterization of a Novel Evolutionarily Conserved Lysine-specific Methyltransferase Targeting Eukaryotic Translation Elongation Factor 2 (eEF2)

2014 ◽  
Vol 289 (44) ◽  
pp. 30499-30510 ◽  
Author(s):  
Erna Davydova ◽  
Angela Y. Y. Ho ◽  
Jedrzej Malecki ◽  
Anders Moen ◽  
Jorrit M. Enserink ◽  
...  
Keyword(s):  
Ribosomal Proteins ◽  
Sequence Similarity ◽  
Elongation Factor ◽  
Protein Translation ◽  
Cellular Protein ◽  
Yeast Cells ◽  
Lysine Methylation ◽  
Elongation Factor 2

The components of the cellular protein translation machinery, such as ribosomal proteins and translation factors, are subject to numerous post-translational modifications. In particular, this group of proteins is frequently methylated. However, for the majority of these methylations, the responsible methyltransferases (MTases) remain unknown. The human FAM86A (family with sequence similarity 86) protein belongs to a recently identified family of protein MTases, and we here show that FAM86A catalyzes the trimethylation of eukaryotic elongation factor 2 (eEF2) on Lys-525. Moreover, we demonstrate that the Saccharomyces cerevisiae MTase Yjr129c, which displays sequence homology to FAM86A, is a functional FAM86A orthologue, modifying the corresponding residue (Lys-509) in yeast eEF2, both in vitro and in vivo. Finally, Yjr129c-deficient yeast cells displayed phenotypes related to eEF2 function (i.e. increased frameshifting during protein translation and hypersensitivity toward the eEF2-specific drug sordarin). In summary, the present study establishes the function of the previously uncharacterized MTases FAM86A and Yjr129c, demonstrating that these enzymes introduce a functionally important lysine methylation in eEF2. Based on the previous naming of similar enzymes, we have redubbed FAM86A and Yjr129c as eEF2-KMT and Efm3, respectively.

scholarly journals Preclinical Antimalarial Combination Study of M5717, a Plasmodium falciparum Elongation Factor 2 Inhibitor, and Pyronaridine, a Hemozoin Formation Inhibitor

2020 ◽  
Vol 64 (4) ◽  
Author(s):  
Matthias Rottmann ◽  
Brian Jonat ◽  
Christin Gumpp ◽  
Satish K. Dhingra ◽  
Marla J. Giddins ◽  
...  
Keyword(s):  
Plasmodium Falciparum ◽  
Antimalarial Drug ◽  
Drug Product ◽  
Elongation Factor ◽  
Fixed Dose ◽  
Content Type ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Optimal Dosing

ABSTRACT Antimalarial drug resistance in the Plasmodium falciparum parasite poses a constant challenge for drug development. To mitigate this risk, new antimalarial medicines should be developed as fixed-dose combinations. Assessing the pharmacodynamic interactions of potential antimalarial drug combination partners during early phases of development is essential in developing the targeted parasitological and clinical profile of the final drug product. Here, we have studied the combination of M5717, a P. falciparum translation elongation factor 2 inhibitor, and pyronaridine, an inhibitor of hemozoin formation. Our test cascade consisted of in vitro isobolograms as well as in vivo studies in the P. falciparum severe combined immunodeficient (SCID) mouse model. We also analyzed pharmacokinetic and pharmacodynamic parameters, including genomic sequencing of recrudescent parasites. We observed no pharmacokinetic interactions with the combination of M5717 and pyronaridine. M5717 did not negatively impact the rate of kill of the faster-acting pyronaridine, and the latter was able to suppress the selection of M5717-resistant mutants, as well as significantly delay the recrudescence of parasites both with suboptimal and optimal dosing regimens.

scholarly journals Processing of Pseudomonas aeruginosa Exotoxin A Is Dispensable for Cell Intoxication

2009 ◽  
Vol 77 (7) ◽  
pp. 3090-3099 ◽  
Author(s):  
Juliette Morlon-Guyot ◽  
Jocelyn Méré ◽  
Anne Bonhoure ◽  
Bruno Beaumelle
Keyword(s):  
Pseudomonas Aeruginosa ◽  
Intracellular Localization ◽  
Elongation Factor ◽  
Exotoxin A ◽  
Specific Receptor ◽  
Animal Cells ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Major Virulence Factor ◽  
Pseudomonas Aeruginosa Exotoxin ◽  
Sec61 Channel

ABSTRACT Exotoxin A is a major virulence factor of Pseudomonas aeruginosa. This toxin binds to a specific receptor on animal cells, allowing endocytosis of the toxin. Once in endosomes, the exotoxin can be processed by furin to generate a C-terminal toxin fragment that lacks the receptor binding domain and is retrogradely transported to the endoplasmic reticulum for retrotranslocation to the cytosol through the Sec61 channel. The toxin then blocks protein synthesis by ADP ribosylation of elongation factor 2, thereby triggering cell death. A shorter intracellular route has also been described for this toxin. It involves direct translocation of the entire toxin from endosomes to the cytosol and therefore does not rely on furin-mediated cleavage. To examine the implications of endosomal translocation in the intoxication process, we investigated whether the toxin required furin-mediated processing in order to kill cells. We used three different approaches. We first fused to the N terminus of the toxin proteins with different unfolding abilities so that they inhibited or did not inhibit endosomal translocation of the chimera. We then assayed the amount of toxin fragments delivered to the cytosol during cell intoxication. Finally we used furin inhibitors and examined the fate and intracellular localization of the toxin and its receptor. The results showed that exotoxin cytotoxicity results largely from endosomal translocation of the entire toxin. We found that the C-terminal fragment was unstable in the cytosol.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document