The efficient delivery of bioactive compounds into cells is a major challenge in drug discovery. We report herein the development of novel methods for intracellular delivery of functional proteins (including antibodies) and native small-molecule drugs by making use of cell-penetrating poly(disulfide)s (CPDs). CPDs were recently shown to be rapidly taken up by mammalian cells in endocytosis-independent pathways, but their applications for delivery of proteins and native small-molecule drugs have not been demonstrated. With our newly developed, CPD-assisted approaches, rapid and "bioorthogonal" loading of cargos was carried out with pre-synthesized CPDs, in two steps and in a matter of minutes under aqueous conditions. The resulting CPD–cargo conjugates were used immediately for subsequent cell delivery studies. With the versatility and flexibility of these methods, we further showed that they could be used for immediate delivery of a variety of functional cargos with minimum chemical and genetic manipulations. The minimal cell cytotoxicity of these CPDs and their cargo-loaded conjugates further highlights the unique advantage of this new cell-transduction method over other existing strategies and ensures that our entire delivery protocol is compatible with subsequent live-cell experiments and biological studies.

Significance Many effectors of the Coxiella burnetii Dot/Icm transporter are important for its virulence, but the lack of understanding of their biochemical activity prevents the use of them as potential therapeutic targets. Here, we found that the effector Cbu0513 (CinF) is a protein phosphatase that attacks IκBα, a key regulatory protein in NF-κB signaling. Unlike its homologs such as ST0318 from the archaeon Sulfolobus tokodaii , CinF has lost the enzymatic activity as a fructose-1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase. Instead, it specifically targets IκBα to make it resistant to proteasome-mediated degradation in cells stimulated with NF-κB agonists. Our finding has expanded the strategy used by bacterial pathogens to inhibit host immunity, which may provide leads for the development of immune modulators for disease treatment.

Abstract The intracellular bacterial pathogen Legionella pneumophila modulates host cell functions by secreting multiple effectors with diverse biochemical activities. In particular, effectors of the SidE family interfere with host protein ubiquitination in a process that involves production of phosphoribosyl ubiquitin (PR-Ub). Here, we show that effector LnaB converts PR-Ub into ADP-ribosylated ubiquitin, which is further processed to ADP-ribose and functional ubiquitin by the (ADP-ribosyl)hydrolase MavL, thus maintaining ubiquitin homeostasis in infected cells. Upon being activated by actin, LnaB also undergoes self-AMPylation on tyrosine residues. The activity of LnaB requires a motif consisting of Ser, His and Glu (SHxxxE) present in a large family of toxins from diverse bacterial pathogens. Thus, our study sheds light on the mechanisms by which a pathogen maintains ubiquitin homeostasis and identifies a family of enzymes capable of protein AMPylation.

Doxorubicin (DOX)-induced myocardial cardiotoxicity (DIC) severely limits its clinical application, and there is no optimal therapeutic agent available. Recent studies revealed that activation of BNIP3-mediated mitophagy and the inhibition of m5C RNA methylation played a crucial role in DIC. Isoliquiritin (ISL) has remarkable cardiac protective effect. But its potential mechanisms against DIC still remains unknown.

Vehicle exhaust is the primary source of polycyclic aromatic compounds (PACs). Real road tests using a portable vehicle measurement system on light-duty gasoline vehicles and light-duty diesel trucks were conducted to investigate gas- and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), nitro-PAHs (NPAHs), and oxy-PAHs (OPAHs) in vehicle exhaust with different emission standards, fuel types, and altitudes. The results showed that with the tightening of emission standards, the overall emission factors (EFs) of PACs decreased. Compared with China V diesel vehicles, the emissions of PAHs, OPAHs, and NPAHs from China VI diesel vehicles were 75.1 %, 84.4 %, and 61.2 % lower, respectively. With a ~100 m increase in altitude, the EFs of PAHs, OPAHs, and NPAHs of diesel vehicles increased 1.88, 1.92, and 1.59 times due to incomplete combustion. In addition, the EFs of PAHs and OPAHs in gasoline vehicles were lower than those in diesel vehicles. In contrast, the proportion of PAHs with highly toxic components, such as dibenzo[a,h]anthracene (DahA) and benzo[a]pyrene (BaP), and the EFs of gas-phase NPAHs in gasoline vehicles were higher than those in diesel vehicles. Furthermore, the emissions of 1,8-DNP from diesel vehicles cannot be disregarded. 1,8-DNP was the main gas-phase NPAHs emitted by China VI and China V diesel vehicles, accounting for 49.3 % and 26.0 %, respectively. Moreover, gas-phase PACs contributed more to the EFs than particle-phase PACs, whereas particle-phase PACs have greater toxic effects. Although the EFs of PAHs are more than 100 times those of NPAHs, the toxic equivalent concentrations (TEQBaP) of PAHs in diesel and gasoline vehicles were approximately 6.5 times and 35 times those of NPAHs. The spatial distribution characteristics revealed that PACs emissions were mainly concentrated in urban areas and highways, and the differences in the toxicity of PACs emissions between different cities depended on the proportion of diesel vehicles. The average TEQBaP of PAHs and NPAHs in Haidong, Haibei, Huangnan, Hainan, Guoluo, and Yushu was 8.42 μg/m3 and 0.36 μg/m3, respectively, while those of Xining and Haixi were 0.24–0.29 μg/m3 and 0.09–0.108 μg/m3 higher, respectively. This study provides a comprehensive understanding of the emission characteristics, health risks, and spatial distribution of PACs from diesel and gasoline vehicle PACs in urban areas.

Abstract The intracellular pathogen Legionella pneumophila delivers more than 330 effectors into host cells by its Dot/Icm secretion system. Those effectors direct the biogenesis of the Legionella -containing vacuole (LCV) that permits its intracellular survival and replication. It has long been documented that the LCV is associated with mitochondria and a number of Dot/Icm effectors have been shown to target to this organelle. Yet, the biochemical function and host cell target of most of these effectors remain unknown. Here, we found that the Dot/Icm substrate Ceg3 (Lpg0080) is a mono-ADP-ribosyltransferase that localizes to the mitochondria in host cells where it attacks ADP/ATP translocases by ADP-ribosylation, and blunts their ADP/ATP exchange activity. The modification occurs on the second arginine residue in the -RRRMMM- element, which is conserved among all known ADP/ATP carriers from different organisms. Our results reveal modulation of host energy metabolism as a virulence mechanism for L. pneumophila .

Protein ubiquitination is one of the most important posttranslational modifications (PTMs) in eukaryotes and is involved in the regulation of almost all cellular signaling pathways. The intracellular bacterial pathogen Legionella pneumophila translocates at least 26 effectors to hijack host ubiquitination signaling via distinct mechanisms. Among these effectors, SidC/SdcA are novel E3 ubiquitin ligases with the adoption of a Cys-His-Asp catalytic triad. SidC/SdcA are critical for the recruitment of endoplasmic reticulum (ER)-derived vesicles to the Legionella-containing vacuole (LCV). However, the ubiquitination targets of SidC/SdcA are largely unknown, which restricts our understanding of the mechanisms used by these effectors to hijack the vesicle trafficking pathway. Here, we demonstrated that multiple Rab small GTPases and target soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors (SNARE) proteins are bona fide ubiquitination substrates of SidC/SdcA. SidC/SdcA-mediated ubiquitination of syntaxin 3 and syntaxin 4 promotes their unconventional pairing with the vesicle-SNARE protein Sec22b, thereby contributing to the membrane fusion of ER-derived vesicles with the phagosome. In addition, our data reveal that ubiquitination of Rab7 by SidC/SdcA is critical for its association with the LCV membrane. Rab7 ubiquitination could impair its binding with the downstream effector Rab-interacting lysosomal protein (RILP), which partially explains why LCVs avoid fusion with lysosomes despite the acquisition of Rab7. Taken together, our study reveals the biological mechanisms employed by SidC/SdcA to promote the maturation of the LCVs.

ABSTRACT Patient participation plays a vital role in evidence‐based practice (EBP), yet its development in clinical nursing is slow. Current research has focused on identifying barriers to patient participation in everyday care, with less research on barriers to patient participation in EBP. Therefore, a questionnaire containing basic information and open‐ended questions was used to explore nursing staff attitudes and barriers to patient participation in EBP. Responses to the open‐ended question were analyzed with content analysis. Four roles of patient participation, positive and negative attitudes toward patient participation, and 134 barriers to patient participation in EBP were extracted from 121 nursing staff responses through content analysis. Five categories of barriers were extracted from the 134 barriers to patient participation, including patient, cost‐effectiveness of EBP, healthcare staff, organization, and resource. This study found that patients' acceptance and trust in EBP also influenced their participation in the practices. Moreover, nursing staff have little knowledge of engaging patients in EBP. More educational strategies and organizational support should be provided to patients and nurses to promote patient participation.