The introduction of vaccines has inspired new hope in the battle against SARS-CoV-2. However, the emergence of viral variants, in the absence of potent antivirals, has left the world struggling with the uncertain nature of this disease. Antibodies currently represent the strongest correlate of immunity against COVID-19, thus we profiled the earliest humoral signatures in a large cohort of severe and asymptomatic COVID-19 individuals. While a SARS-CoV-2-specific immune response evolved rapidly in survivors of COVID-19, non-survivors exhibited blunted and delayed humoral immune evolution, particularly with respect to S2-specific antibody evolution. Given the conservation of S2 across β-coronaviruses, we found the early development of SARS-CoV-2-specific immunity occurred in tandem with pre-existing common β-coronavirus OC43 humoral immunity in survivors, which was selectively also expanded in individuals that develop paucisymptomatic infection. These data point to the importance of cross-coronavirus immunity as a correlate of protection against COVID-19.

BCL6, an oncogenic transcription factor (TF), forms polymers in the presence of a small-molecule molecular glue that stabilizes a complementary interface between homodimers of BCL6's broad-complex, tramtrack, and bric-à-brac (BTB) domain. The BTB domains of other proteins, including a large class of TFs, have similar architectures and symmetries, raising the possibility that additional BTB proteins self-assemble into higher-order structures. Here, we surveyed 189 human BTB proteins with a cellular fluorescent reporter assay and identified 18 ZBTB TFs that show evidence of polymerization. Through biochemical and cryoelectron microscopy (cryo-EM) studies, we demonstrate that these ZBTB TFs polymerize into filaments. We found that BTB-domain-mediated polymerization of ZBTB TFs enhances chromatin occupancy within regions containing homotypic clusters of TF binding sites, leading to repression of target genes. Our results reveal a role of higher-order structures in regulating ZBTB TFs and suggest an underappreciated role for TF polymerization in modulating gene expression.

Abstract Molecular glues are proximity-inducing small molecules that have emerged as an attractive therapeutic approach. However, developing molecular glues remains challenging, requiring innovative mechanistic strategies to stabilize neoprotein interfaces and expedite discovery. Here we unveil a trans -labeling covalent molecular glue mechanism, termed ‘template-assisted covalent modification’. We identified a new series of BRD4 molecular glue degraders that recruit CUL4 DCAF16 ligase to the second bromodomain of BRD4 (BRD4 BD2 ). Through comprehensive biochemical, structural and mutagenesis analyses, we elucidated how pre-existing structural complementarity between DCAF16 and BRD4 BD2 serves as a template to optimally orient the degrader for covalent modification of DCAF16 Cys58 . This process stabilizes the formation of BRD4–degrader–DCAF16 ternary complex and facilitates BRD4 degradation. Supporting generalizability, we found that a subset of degraders also induces GAK–BRD4 BD2 interaction through trans -labeling of GAK. Together, our work establishes ‘template-assisted covalent modification’ as a mechanism for covalent molecular glues, which opens a new path to proximity-driven pharmacology.

The investigational drugs E7820, indisulam and tasisulam (aryl-sulfonamides) promote the degradation of the splicing factor RBM39 in a proteasome-dependent mechanism. While the activity critically depends on the Cullin RING ligase substrate receptor DCAF15, the molecular details remain elusive. Here we present the cryo-EM structure of the DDB1-DCAF15-DDA1 core ligase complex bound to RBM39 and E7820 at 4.4 angstrom resolution, together with crystal structures of engineered subcomplexes. We show that DCAF15 adopts a novel fold stabilized by DDA1, and that extensive protein-protein contacts between the ligase and substrate mitigate low affinity interactions between aryl-sulfonamides and DCAF15. Our data demonstrates how aryl-sulfonamides neo-functionalize a shallow, non-conserved pocket on DCAF15 to selectively bind and degrade RBM39 and the closely related splicing factor RBM23 without the requirement for a high affinity ligand, which has broad implications for the de novo discovery of molecular glue degraders.