Published August 1, 2021 | Version v1
Publication Open

A novel yeast-based high-throughput method for the identification of protein palmitoylation inhibitors

  • 1. Research Centre in Biological Chemistry of Córdoba
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Universidad Nacional de Córdoba

Description

Protein S-acylation or palmitoylation is a widespread post-translational modification that consists of the addition of a lipid molecule to cysteine residues of proteins through a thioester bond. Palmitoylation and palmitoyltransferases (PATs) have been linked to several types of cancers, diseases of the central nervous system and many infectious diseases where pathogens use the host cell machinery to palmitoylate their effectors. Despite the central importance of palmitoylation in cell physiology and disease, progress in the field has been hampered by the lack of potent-specific inhibitors of palmitoylation in general, and of individual PATs in particular. Herein, we present a yeast-based method for the high-throughput identification of small molecules that inhibit protein palmitoylation. The system is based on a reporter gene that responds to the acylation status of a palmitoylation substrate fused to a transcription factor. The method can be applied to heterologous PATs such as human DHHC20, mouse DHHC21 and also a PAT from the parasite Giardia lamblia . As a proof-of-principle, we screened for molecules that inhibit the palmitoylation of Yck2, a substrate of the yeast PAT Akr1. We tested 3200 compounds and were able to identify a candidate molecule, supporting the validity of our method.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

البروتين S - acylation أو palmitoylation هو تعديل واسع النطاق بعد الترجمة يتكون من إضافة جزيء دهني إلى بقايا السيستين من البروتينات من خلال رابطة ثيويستر. تم ربط بالميتويليشن Palmitoylation و palmitoyltransferases (PATs) بعدة أنواع من السرطانات وأمراض الجهاز العصبي المركزي والعديد من الأمراض المعدية حيث تستخدم مسببات الأمراض آلية الخلية المضيفة ل palmitoylate مؤثراتها. على الرغم من الأهمية المركزية لل palmitoylation في فسيولوجيا الخلايا والمرض، فقد أعيق التقدم في هذا المجال بسبب عدم وجود مثبطات محددة قوية لل palmitoylation بشكل عام، و PATs الفردية على وجه الخصوص. هنا، نقدم طريقة قائمة على الخميرة لتحديد الإنتاجية العالية للجزيئات الصغيرة التي تمنع البروتين بالميتويليشن. يعتمد النظام على جين مراسل يستجيب لحالة الأسيلة لركيزة ارتباط بالميتويل المندمجة مع عامل النسخ. يمكن تطبيق الطريقة على PATs غير المتجانسة مثل DHHC20 البشري والفأر DHHC21 وأيضًا PAT من الطفيلي Giardia lamblia . كدليل على المبدأ، قمنا بفحص الجزيئات التي تمنع بالميتويلات من Yck2، وهي ركيزة من الخميرة PAT Akr1. اختبرنا 3200 مركب وتمكنا من تحديد جزيء مرشح، مما يدعم صحة طريقتنا.

Translated Description (French)

La S-acylation ou palmitoylation des protéines est une modification post-traductionnelle généralisée qui consiste à ajouter une molécule lipidique aux résidus de cystéine des protéines par l'intermédiaire d'une liaison thioester. La palmitoylation et les palmitoyltransférases (PAT) ont été associées à plusieurs types de cancers, de maladies du système nerveux central et de nombreuses maladies infectieuses où les agents pathogènes utilisent la machinerie des cellules hôtes pour palmitoyler leurs effecteurs. Malgré l'importance centrale de la palmitoylation dans la physiologie cellulaire et la maladie, les progrès dans le domaine ont été entravés par l'absence d'inhibiteurs puissants spécifiques de la palmitoylation en général, et des PAT individuels en particulier. Nous présentons ici une méthode basée sur la levure pour l'identification à haut débit de petites molécules qui inhibent la palmitoylation des protéines. Le système est basé sur un gène rapporteur qui répond à l'état d'acylation d'un substrat de palmitoylation fusionné à un facteur de transcription. La méthode peut être appliquée à des PAT hétérologues tels que le DHHC20 humain, le DHHC21 de souris et également un PAT du parasite Giardia lamblia . En tant que preuve de principe, nous avons recherché des molécules qui inhibent la palmitoylation de Yck2, un substrat de la levure PAT Akr1. Nous avons testé 3200 composés et avons pu identifier une molécule candidate, soutenant la validité de notre méthode.

Translated Description (Spanish)

La S-acilación o palmitoilación de proteínas es una modificación postraduccional generalizada que consiste en la adición de una molécula lipídica a los residuos de cisteína de las proteínas a través de un enlace tioéster. La palmitoilación y las palmitoiltransferasas (Pat) se han relacionado con varios tipos de cánceres, enfermedades del sistema nervioso central y muchas enfermedades infecciosas en las que los patógenos utilizan la maquinaria de la célula huésped para palmitoilar sus efectores. A pesar de la importancia central de la palmitoilación en la fisiología celular y la enfermedad, el progreso en el campo se ha visto obstaculizado por la falta de inhibidores potentes específicos de la palmitoilación en general, y de Pat individuales en particular. En este documento, presentamos un método basado en levadura para la identificación de alto rendimiento de moléculas pequeñas que inhiben la palmitoilación de proteínas. El sistema se basa en un gen indicador que responde al estado de acilación de un sustrato de palmitoilación fusionado a un factor de transcripción. El método se puede aplicar a Pat heterólogas tales como DHHC20 humano, DHHC21 de ratón y también una PAT del parásito Giardia lamblia . Como prueba de principio, seleccionamos moléculas que inhiben la palmitoilación de Yck2, un sustrato de la levadura PAT Akr1. Probamos 3200 compuestos y pudimos identificar una molécula candidata, lo que respalda la validez de nuestro método.

Files

rsob.200415.pdf

Files (15.8 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:38abb985b52d027de097e8389440c1e8
15.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
طريقة جديدة عالية الإنتاجية تعتمد على الخميرة لتحديد مثبطات البروتين بالميتويلات
Translated title (French)
Une nouvelle méthode à haut débit à base de levure pour l'identification des inhibiteurs de la palmitoylation des protéines
Translated title (Spanish)
Un nuevo método de alto rendimiento basado en levaduras para la identificación de inhibidores de la palmitoilación de proteínas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3188125981
DOI
10.1098/rsob.200415

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1159211040
  • https://openalex.org/W1563244776
  • https://openalex.org/W1965295230
  • https://openalex.org/W1973477546
  • https://openalex.org/W1975421091
  • https://openalex.org/W1976293601
  • https://openalex.org/W1981106318
  • https://openalex.org/W1981625060
  • https://openalex.org/W1984271324
  • https://openalex.org/W1986698046
  • https://openalex.org/W1991001144
  • https://openalex.org/W1997335993
  • https://openalex.org/W2002569944
  • https://openalex.org/W2003084376
  • https://openalex.org/W2009157389
  • https://openalex.org/W2017119471
  • https://openalex.org/W2022310976
  • https://openalex.org/W2032016867
  • https://openalex.org/W2033549129
  • https://openalex.org/W2048532536
  • https://openalex.org/W2048559110
  • https://openalex.org/W2051808752
  • https://openalex.org/W2058916257
  • https://openalex.org/W2061551473
  • https://openalex.org/W2064994601
  • https://openalex.org/W2072241649
  • https://openalex.org/W2073091933
  • https://openalex.org/W2074122713
  • https://openalex.org/W2075514757
  • https://openalex.org/W2075927790
  • https://openalex.org/W2081095444
  • https://openalex.org/W2081159155
  • https://openalex.org/W2084970235
  • https://openalex.org/W2089312281
  • https://openalex.org/W2093826389
  • https://openalex.org/W2096211374
  • https://openalex.org/W2100139095
  • https://openalex.org/W2113006837
  • https://openalex.org/W2118972598
  • https://openalex.org/W2120193545
  • https://openalex.org/W2131281845
  • https://openalex.org/W2137361456
  • https://openalex.org/W2137430447
  • https://openalex.org/W2151014533
  • https://openalex.org/W2152977880
  • https://openalex.org/W2154046032
  • https://openalex.org/W2157251457
  • https://openalex.org/W2162894989
  • https://openalex.org/W2164100703
  • https://openalex.org/W2182059649
  • https://openalex.org/W2311875766
  • https://openalex.org/W2324850460
  • https://openalex.org/W2346299551
  • https://openalex.org/W2418002327
  • https://openalex.org/W2519870106
  • https://openalex.org/W2581745547
  • https://openalex.org/W2591227622
  • https://openalex.org/W2606295453
  • https://openalex.org/W2747003058
  • https://openalex.org/W2747021963
  • https://openalex.org/W2765258268
  • https://openalex.org/W2784232630
  • https://openalex.org/W2788719551
  • https://openalex.org/W2793464014
  • https://openalex.org/W2903749907
  • https://openalex.org/W2918266586
  • https://openalex.org/W2923650072
  • https://openalex.org/W2980579677
  • https://openalex.org/W3010597973
  • https://openalex.org/W3188125981
  • https://openalex.org/W35916280