Abstract Enhanced protein synthesis is a crucial molecular mechanism that allows cancer cells to survive, proliferate, metastasize, and develop resistance to anti-cancer treatments, and often arises as a consequence of increased signaling flux channeled to mRNA-bearing eukaryotic initiation factor 4F (eIF4F). However, the post-translational regulation of eIF4A1, an ATP-dependent RNA helicase and subunit of the eIF4F complex, is still poorly understood. Here, we demonstrate that IBTK, a substrate-binding adaptor of Culllin 3-RING ubiquitin ligase complex (CRL3), interacts with eIF4A1. The non-degradative ubiquitination of eIF4A1 by catalyzed CRL3 IBTK complex promotes cap-dependent translational initiation, nascent protein synthesis, oncogene expression, and tumor cell growth both in vivo and in vitro . Moreover, our results show that mTORC1 and S6K1, two key regulators of protein synthesis, directly phosphorylate IBTK to augment eIF4A1 ubiquitination and sustained oncogenic translation. This link between the CRL3 IBTK complex and the mTOR signaling pathway, frequently dysregulated in cancer, represents a promising target for anticancer therapies. Statement of Significance IBTK overexpression contributes to cervical cancer tumorigenesis by translation regulation and represents a promising target for anticancer therapies.

Anti-apoptotic BCL-2 family proteins are frequently overexpressed in various cancers, contributing to the initiation and development of cancer, as well as intrinsic or acquired resistance to therapy. Although BCL-2 family protein inhibitors, such as Venetoclax, have demonstrated efficacy in hematological neoplasms, their effectiveness as single agents in solid tumors is limited. Identifying alternative molecular targets that can overcome intrinsic resistance to BCL-2 family protein inhibitors is of great clinical importance. Here, we present evidence of strong synthetic lethal interactions between WSB2, a relatively unexplored substrate-binding receptor of the Cullin 5-RBX2-Elongin B/C (CRL5) E3 ubiquitin ligase complex, and multiple anti-apoptotic BCL-2 family proteins. Mechanistically, an assembled CRL5 WSB2 E3 ubiquitin ligase complex targets NOXA, a pro-apoptotic BCL-2 family protein, for degradation via the ubiquitin-proteasomal pathway. Ablation of WSB2 leads to a remarkable accumulation of NOXA proteins in cultured cell lines and knockout mouse organs. While WSB2 deficiency alone has a minimal effect on spontaneous apoptosis, it renders cancer cells more susceptible to apoptosis when anti-apoptotic BCL-2 family proteins are genetically depleted or pharmacologically inhibited. These findings establish WSB2 as a critical regulator of mitochondrial apoptosis and highlight the dysregulation of the WSB2-NOXA regulatory axis as a contributing factor to apoptosis resistance in cancer cells. Synergistically targeting WSB2 and anti-apoptotic BCL-2 family proteins holds promising clinical potential in the treatment of human cancers.