Abstract Introduction Atherosclerosis preferentially occurs in arterial regions exposed to disturbed blood flow ( d-flow ), while regions exposed to stable flow ( s-flow ) are protected. The proatherogenic and atheroprotective effects of d-flow and s-flow are mediated in part by the global changes in endothelial cell gene expression, which regulates endothelial dysfunction, inflammation, and atherosclerosis. Previously, we identified Kallikrein-Related Peptidase 10 (KLK10, a secreted serine protease) as a flow-sensitive gene in arterial endothelial cells, but its role in endothelial biology and atherosclerosis was unknown. Methods and Results Here, we show that KLK10 is upregulated under s-flow conditions and downregulated under d-flow conditions using in vivo mouse models and in vitro studies with cultured endothelial cells (ECs). Single-cell RNA sequencing (scRNAseq) and scATAC sequencing (scATACseq) study using the partial carotid ligation mouse model showed flow-regulated KLK10 expression at the epigenomic and transcription levels. Functionally, KLK10 protected against d-flow -induced inflammation and permeability dysfunction in human artery ECs (HAECs). Further, treatment of mice in vivo with rKLK10 decreased arterial endothelial inflammation in d-flow regions. Additionally, rKLK10 injection or ultrasound-mediated transfection of KLK10-expressing plasmids inhibited atherosclerosis in ApoE -/- mice. Studies using pharmacological inhibitors and siRNAs revealed that the anti-inflammatory effects of KLK10 were mediated by a Protease Activated Receptors (PAR1/2)-dependent manner. However, unexpectedly, KLK10 did not cleave the PARs. Through a proteomics study, we identified HTRA1 (High-temperature requirement A serine peptidase 1), which bound and cleaved KLK10. Further, siRNA knockdown of HTRA1 prevented KLK10’s anti-inflammatory and barrier protective function in HAECs, suggesting that HTRA1 regulates KLK10 function. Moreover, KLK10 expression was significantly reduced in human coronary arteries with advanced atherosclerotic plaques compared to those with less severe plaques. Conclusion KLK10 is a flow-sensitive endothelial protein and, in collaboration with HTRA1, serves as an anti-inflammatory, barrier-protective, and anti-atherogenic factor.

Abstract Objectives α-synuclein aggregation is an indicator of neurodegenerative diseases such as Parkinson’s disease (PD) and recent advances have suggested that this protein could serve as a potential biomarker. It has been indicated that soluble and oligomeric α-synuclein in biological fluids could have diagnostic applications for PD. Clinical laboratories currently rely on antibody-based assays to detect α-synuclein. These assays have limited specificity, low sensitivity and poor inter-lab reproducibility, which prevents the validation of α-synuclein as a biomarkers. This study aims to fill the unmet need for the standardisation of clinical measurements for α-synuclein. Methods We report the first candidate reference method for α-synuclein, using an SI traceable primary calibrator for α-synuclein and isotope dilution mass spectrometry. The primary calibrator was traceably quantified utilising a combination of amino acid analysis and nuclear magnetic resonance. A targeted sample clean-up procedure involving a non-denaturing Lys-C digestion and solid-phase extraction allowed for the sensitive detection of multiple proteotypic α-synuclein peptides in cerebrospinal fluid (CSF) samples. Results The candidate reference method procedure showed linearity across three orders of magnitude, covering the physiological levels of α-synuclein in CSF (LOQ = 0.1 ng/g). The method was used to quantify a cohort of CSF samples and the measurements were correlated with immunoassay-based quantifications. Conclusions The SI traceable quantification of α-synuclein in complex biological matrices means that the role of this protein can be further elucidated in synucleinopathies. This candidate reference method would lead to the harmonisation of α-synuclein measurements, which may allow for development of high throughput clinical tests.

Abstract Kallikrein-related peptidases (KLKs) are a family of secreted serine proteases, which form a network – the KLK activome – with an important role in proteolysis and signaling. In prostate cancer (PCa), increased KLK activity promotes tumor growth and metastasis through multiple biochemical pathways, and specific quantification and tracking of changes in the KLK activome could contribute to validation of KLKs as potential drug targets. Herein we report a technology platform based on novel activity-based probes (ABPs) and inhibitors with unprecedented potency and selectivity enabling simultaneous orthogonal analysis of KLK2, KLK3 and KLK14 activity in hormone-responsive PCa cell lines and tumor homogenates. Using selective inhibitors and multiplexed fluorescent activity-based protein profiling (ABPP) we dissect the KLK activome in PCa cells and show that increased KLK14 activity leads to a migratory phenotype. Furthermore, using biotinylated ABPs we show that active KLK molecules are secreted into the bone microenvironment by PCa cells following stimulation by osteoblasts suggesting KLK-mediated signaling mechanisms could contribute to PCa metastasis to bone. Together our findings show that ABPP is a powerful approach to dissect dysregulation of the KLK activome as a promising and previously underappreciated therapeutic target in advanced PCa.

Abstract The mammalian membrane-bound O -acyltransferase (MBOAT) superfamily is involved in biological processes including growth, development and appetite sensing. MBOATs are attractive drug targets in cancer and obesity; however, information on the binding site and molecular mechanisms underlying small-molecule inhibition is elusive. This study reports development of a photochemical probe to interrogate the small-molecule binding site in the human MBOAT Hedgehog acyltransferase (HHAT) based on HHAT inhibitor RUSKI-201. Structure-activity relationship investigation identified the improved enantiomeric inhibitor IMP-1575 , which is the most potent HHAT inhibitor reported to-date, and guided rational design of a photocrosslinking probe that maintained HHAT-inhibitory potency. Photocrosslinking and proteomic sequencing of HHAT delivered identification of the first small-molecule binding site in a mammalian MBOAT. Topology and homology data suggested a potential mechanism for HHAT inhibition which was confirmed via kinetic analysis. Our results provide an optimal HHAT inhibitor IMP-1575 ( K i = 38 nM) and a strategy for mapping of interaction sites in MBOATs.