Global deployment of vaccines that can provide protection across several age groups is still urgently needed to end the COVID-19 pandemic especially for low- and middle-income countries. While vaccines against SARS-CoV-2 based on mRNA and adenoviral-vector technologies have been rapidly developed, additional practical and scalable SARS-CoV-2 vaccines are needed to meet global demand. In this context, protein subunit vaccines formulated with appropriate adjuvants represent a promising approach to address this urgent need. Receptor-binding domain (RBD) is a key target of neutralizing antibodies (Abs) but is poorly immunogenic. We therefore compared pattern recognition receptor (PRR) agonists, including those activating STING, TLR3, TLR4 and TLR9, alone or formulated with aluminum hydroxide (AH), and benchmarked them to AS01B and AS03-like emulsion-based adjuvants for their potential to enhance RBD immunogenicity in young and aged mice. We found that the AH and CpG adjuvant formulation (AH:CpG) demonstrated the highest enhancement of anti-RBD neutralizing Ab titers in both age groups (∼80-fold over AH), and protected aged mice from the SARS-CoV-2 challenge. Notably, AH:CpG-adjuvanted RBD vaccine elicited neutralizing Abs against both wild-type SARS-CoV-2 and B.1.351 variant at serum concentrations comparable to those induced by the authorized mRNA BNT162b2 vaccine. AH:CpG induced similar cytokine and chemokine gene enrichment patterns in the draining lymph nodes of both young adult and aged mice and synergistically enhanced cytokine and chemokine production in human young adult and elderly mononuclear cells. These data support further development of AH:CpG-adjuvanted RBD as an affordable vaccine that may be effective across multiple age groups.Alum and CpG enhance SARS-CoV-2 RBD protective immunity, variant neutralization in aged mice and Th1-polarizing cytokine production by human elder leukocytes.

SUMMARY Development of affordable and effective vaccines that can also protect vulnerable populations such as the elderly from COVID-19-related morbidity and mortality is a public health priority. Here we took a systematic and iterative approach by testing several SARS-CoV-2 protein antigens and adjuvants to identify a combination that elicits neutralizing antibodies and protection in young and aged mice. In particular, SARS-CoV-2 receptorbinding domain (RBD) displayed as a protein nanoparticle (RBD-NP) was a highly effective antigen, and when formulated with an oil-in-water emulsion containing Carbohydrate fatty acid MonoSulphate derivative (CMS) induced the highest levels of cross-neutralizing antibodies compared to other oil-in-water emulsions or AS01B. Mechanistically, CMS induced antigen retention in the draining lymph node (dLN) and expression of cytokines, chemokines and type I interferon-stimulated genes at both injection site and dLN. Overall, CMS:RBD-NP is effective across multiple age groups and is an exemplar of a SARS-CoV-2 subunit vaccine tailored to the elderly.

ABSTRACT Enzymatic pockets such as those of histone deacetylases (HDACs) are among the most favored targets for drug development. However, enzymatic inhibitors often exhibit low selectivity and high toxicity due to targeting multiple enzyme paralogs, which are often involved in distinct multisubunit complexes. Here, we report the discovery and characterization of a non-enzymatic small molecule inhibitor of HDAC transcriptional repression functions with comparable anti-tumor activity to the enzymatic HDAC inhibitor Vorinostat, and anti-psychedelic activity of an HDAC2 knockout in vivo . We highlight that these phenotypes are achieved while modulating the expression of 20- and 80-fold fewer genes than enzymatic and genetic inhibition in the respective models. Thus, by achieving the same biological outcomes as established therapeutics while impacting a dramatically smaller number of genes, inhibitors of protein-protein interactions can offer important advantages in improving the selectivity of epigenetic modulators. GRAPHICAL ABSTRACT

SUMMARY A unifying feature of the RAS superfamily is a functionally conserved GTPase cycle that proteins use to transition between active and inactive states. Here, we demonstrate that active site autophosphorylation of some small GTPases is an intrinsic regulatory mechanism that reduces nucleotide hydrolysis and enhances nucleotide exchange, thus altering the on/off switch that forms the basis for their signaling functions. Using x-ray crystallography, nuclear magnetic resonance spectroscopy, biolayer interferometry binding assays, and molecular dynamics on autophosphorylated mutants of H-RAS and K-RAS, we show that phosphoryl transfer from GTP requires dynamic movement of the switch II domain and that autophosphorylation promotes nucleotide exchange by opening of the active site and extraction of the stabilizing Mg. Finally, we demonstrate that autophosphorylated K-RAS exhibits altered effector interactions, including a reduced affinity for RAF proteins. Thus, autophosphorylation leads to altered active site dynamics and effector interaction properties, creating a pool of GTPases that are functionally distinct from the non-phosphorylated counterpart.

Abstract Ergothioneine (EGT) is a diet-derived, atypical amino acid that accumulates to high levels in human tissues. Reduced EGT levels have been linked to age-related disorders, including neurodegenerative and cardiovascular diseases, while EGT supplementation is protective in a broad range of disease and aging models in mice. Despite these promising data, the direct and physiologically relevant molecular target of EGT has remained elusive. Here we use a systematic approach to identify how mitochondria remodel their metabolome in response to exercise training. From this data, we find that EGT accumulates in muscle mitochondria upon exercise training. Proteome-wide thermal stability studies identify 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (MPST) as a direct molecular target of EGT; EGT binds to and activates MPST, thereby boosting mitochondrial respiration and exercise training performance in mice. Together, these data identify the first physiologically relevant EGT target and establish the EGT-MPST axis as a molecular mechanism for regulating mitochondrial function and exercise performance.

Abstract The transcription factor TEAD, together with its coactivator YAP/TAZ, is a key transcriptional modulator of the Hippo pathway. Activation of TEAD transcription by YAP has been implicated in a number of malignancies, and this complex represents a promising target for drug discovery. However, both YAP and its extensive binding interfaces to TEAD have been difficult to address using small molecules, mainly due to a lack of druggable pockets. TEAD is post-translationally modified by palmitoylation that targets a conserved cysteine at a central pocket, which provides an opportunity to develop cysteine-directed covalent small molecules for TEAD inhibition. Here, we employed covalent fragment screening approach followed by structure-based design to develop an irreversible TEAD inhibitor MYF-03-69. Using a range of in vitro and cell-based assays we demonstrated that through a covalent binding with TEAD palmitate pocket, MYF-03-69 disrupts YAP-TEAD association, suppresses TEAD transcriptional activity and inhibits cell growth of Hippo signaling defective malignant pleural mesothelioma (MPM). Further, a cell viability screening with a panel of 903 cancer cell lines indicated a high correlation between TEAD-YAP dependency and the sensitivity to MYF-03-69. Transcription profiling identified the upregulation of proapoptotic BMF gene in cancer cells that are sensitive to TEAD inhibition. Further optimization of MYF-03-69 led to an in vivo compatible compound MYF-03-176, which shows strong antitumor efficacy in MPM mouse xenograft model via oral administration. Taken together, we disclosed a story of the development of covalent TEAD inhibitors and its high therapeutic potential for clinic treatment for the cancers that are driven by TEAD-YAP alteration.

Immunomodulatory imide drugs (IMiDs) degrade specific C2H2 zinc finger degrons in transcription factors, making them effective against certain cancers. SALL4, a cancer driver, contains seven C2H2 zinc fingers in four clusters, including an IMiD degron in zinc finger cluster two (ZFC2). Surprisingly, IMiDs do not inhibit growth of SALL4 expressing cancer cells. To overcome this limit, we focused on a non-IMiD degron, SALL4 zinc finger cluster four (ZFC4). By combining AlphaFold and the ZFC4-DNA crystal structure, we identified a potential ZFC4 drug pocket. Utilizing an in silico docking algorithm and cell viability assays, we screened chemical libraries and discovered SH6, which selectively targets SALL4-expressing cancer cells. Mechanistic studies revealed that SH6 degrades SALL4 protein through the CUL4A/CRBN pathway, while deletion of ZFC4 abolished this activity. Moreover, SH6 led to significant 62% tumor growth inhibition of SALL4+ xenografts in vivo and demonstrated good bioavailability in pharmacokinetic studies. In summary, these studies represent a new approach for IMiD independent drug discovery targeting C2H2 transcription factors in cancer.