Abstract PCSK9 negatively regulates low-density lipoprotein receptor (LDLR) abundance on the cell surface, leading to decreased hepatic clearance of LDL particles and increased levels of plasma cholesterol. We previously identified SURF4 as a cargo receptor that facilitates PCSK9 secretion in HEK293T cells (Emmer et al., 2018). Here, we generated hepatic SURF4-deficient mice ( Surf4 fl/fl Alb-Cre + ) to investigate the physiologic role of SURF4 in vivo. Surf4 fl/fl Alb-Cre + mice exhibited normal viability, gross development, and fertility. Plasma PCSK9 levels were reduced by ∽60% in Surf4 fl/fl Alb-Cre + mice, with a corresponding ∽50% increase in steady state LDLR protein abundance in the liver, consistent with SURF4 functioning as a cargo receptor for PCSK9. Surprisingly, these mice exhibited a marked reduction in plasma cholesterol and triglyceride levels out of proportion to the partial increase in hepatic LDLR abundance. Detailed characterization of lipoprotein metabolism in these mice instead revealed a severe defect in hepatic lipoprotein secretion, consistent with prior reports of SURF4 also promoting the secretion of apolipoprotein B. Despite a small increase in liver mass and lipid content, histologic evaluation revealed no evidence of steatohepatitis or fibrosis in Surf4 fl/fl Alb-Cre + mice. Acute depletion of hepatic SURF4 by CRISPR/Cas9 or liver-targeted siRNA in adult mice confirms these findings. Together, these data support the physiologic significance of SURF4 in the hepatic secretion of PCSK9 and APOB-containing lipoproteins and its potential as a therapeutic target in atherosclerotic cardiovascular diseases.

Abstract Host-based antivirals could offer broad-spectrum therapeutics and prophylactics against the constantly-mutating viruses including the currently-ravaging coronavirus, yet must target cellular vulnerabilities of viruses without grossly endangering the host. Here we show that the master lipid regulator SREBP1 couples the phospholipid scramblase TMEM41B to constitute a host “metabolism-to-manufacture” cascade that maximizes membrane supplies to support coronaviral genome replication, harboring biosynthetic enzymes including Lipin1 as druggable viral-specific-essential (VSE) host genes. Moreover, pharmacological inhibition of Lipin1, by a moonlight function of the widely-prescribed beta-blocker Propranolol, metabolically uncouples the SREBP1-TMEM41B cascade and consequently exhibits broad-spectrum antiviral effects against coronaviruses, Zika virus, and Dengue virus. The data implicate a metabolism-based antiviral strategy that is well tolerated by the host, and a potential broad-spectrum medication against current and future coronavirus diseases.

Proteins carrying a signal peptide and/or a transmembrane domain enter the intracellular secretory pathway at the endoplasmic reticulum (ER) and are transported to the Golgi apparatus via COPII vesicles or tubules. SAR1 initiates COPII coat assembly by recruiting other coat proteins to the ER membrane. Mammalian genomes encode two

Abstract Carboxylic acids are central metabolites in bioenergetics, signal transduction and post-translation protein regulation. Unlike its genomic and transcriptomic counterparts, the quest for metabolomic profiling in trace amounts of biomedical samples is prohibitively challenging largely due to the lack of sensitive and robust quantification schemes for carboxylic acids. Based on diazo-carboxyl click chemistry, here we demonstrate DQmB-HA method as a rapid derivatization strategy for the sensitive analysis of hydrophilic, low-molecular-weight carboxylic acids. To the investigated metabolites, DQmB-HA derivatization method renders 5 to 2,000-fold higher response on mass spectrometry along with improved chromatographic separation on commercial UHPLC-MS machines. Using this method, we present the near-single-cell analysis of carboxylic acid metabolites in mouse egg cells before and after fertilization. Malate, fumarate and β-hydroxybutyrate were found to decrease in mouse zygotes. We also showcase the kinetic profiling of TCA-cycle intermediates inside adherent cells cultured in one well of 96-well plates during drug treatment. FCCP and AZD3965 were shown to have overlapped but different effects on the isotope labeling of carboxylic acids. Finally, we apply DQmB-HA method to plasma or serum samples (down to 5 μL) from mice and humans collected on pathological and physiological conditions. The measured changes of succinate, β-hydroxybutyrate, and lactate in blood corroborate previous literatures in ischemia-reperfusion injury mouse model, acute fasting-refeeding mouse model, and human individuals diagnosed with mitochondrial dysfunction diseases, respectively. Overall, DQmB-HA method offers a sensitive, rapid and user-friendly quantification scheme for carboxylic acid metabolites, paving the road toward the ultimate goals of single-cell metabolomic analysis and bedside monitoring of biofluid samples.