SUMMARY ACE2 is a major receptor for cell entry of SARS-CoV-2. Despite advances in targeting ACE2 to inhibit SARS-CoV-2’s binding, how to efficiently and flexibly control ACE2 levels for prevention of SARS-CoV-2 infection has not been explored. Here, we revealed Vitamin C (VitC) administration as an effective strategy to prevent SARS-CoV-2 infection. VitC reduced ACE2 protein levels in a dose-dependent manner, while partial reduction of ACE2 can greatly restrict SARS-CoV-2 infection. Further studies uncovered that USP50 is a crucial regulator of ACE2 protein levels, and VitC blocks the USP50-ACE2 interaction, thus promoting K48-linked polyubiquitination at Lys788 and degradation of ACE2, without disrupting ACE2 transcriptional expression. Importantly, VitC administration reduced host ACE2 and largely blocked SARS-CoV-2 infection in mice. This study identified an in vivo ACE2 balance controlled by both USP50 and an essential nutrient VitC, and revealed a critical role and application of VitC in daily protection from SARS-CoV-2 infection. Highlights VitC reduces ACE2 protein levels in a dose-dependent manner VitC and USP50 regulate K48-linked ubiquitination at Lys788 of ACE2 VitC blocks the interaction between USP50 and ACE2 VitC administration lowers host ACE2 and prevents SARS-CoV-2 infection in vivo Abstract Figure The deubiquitinase USP50 controls ACE2 protein stability and levels, while Vitamin C blocks the USP50-ACE2 interaction and therefore results in ACE2 degradation, offering a flexible and efficient approach to protection of the host from SARS-CoV-2 infection.

ABSTRACT Increased activity of the lysine methyltrans-ferase NSD2 driven by translocation and activating mutations is associated with multiple myeloma and acute lymphoblastic leukemia, but no NSD2-targeting chemical probe has been reported to date. Here, we present the first antagonists that block the protein-protein interaction between the N-terminal PWWP domain of NSD2 and H3K36me2. Using virtual screening and experimental validation, we identified the small-molecule antagonist 3f , which binds to the NSD2-PWWP1 domain with a K d of 3.4 μM and abrogates histone H3K36me2 binding in cells. This study establishes an alternative approach to targeting NSD2 and provides a small-molecule antagonist that can be further optimized into a chemical probe to better understand the cellular function of this protein.

SMN functions via recognition of arginine symmetric-dimethylated proteins by its Tudor domain, and scarcity of SMN leads to Spinal Muscular Atrophy (SMA). Here we report a potent and selective antagonist targeting the Tudor domain of SMN. This compound could inhibit the interaction between SMN and R1810me2s-POLR2A mimicking the SMN depletion results, thus this SMN antagonist could be used as an efficient tool to better understand SMN's biological functions and molecular etiology in SMA.

Development of resistance to chemotherapy and immunotherapy is a major obstacle in extending the survival of patients with cancer. Although several molecular mechanisms have been identified that can contribute to chemoresistance, the role of immune checkpoint molecules in tumor chemoresistance remains underestimated. It has been recently observed that overexpression of B7-H1(PD-L1) confers chemoresistance in human cancers, however the underlying mechanisms are unclear. Here we show that the development of chemoresistance depends on the increased activation of ERK pathway in tumor cells overexpressing B7-H1. Conversely, B7-H1 deficiency renders tumor cells susceptible to chemotherapy in a cell-context dependent manner through activation of the p38 MAPK pathway. B7-H1 in tumor cells associates with the catalytic subunit of a DNA-dependent serine/threonine protein kinase (DNA-PKcs). DNA-PKcs is required for the activation of ERK or p38 MAPK in tumors expressing B7-H1, but not in B7-H1 negative or B7-H1 deficient tumors. Ligation of B7-H1 by anti-B7-H1 monoclonal antibody (H1A) increased the sensitivity of human triple negative breast tumor cells to cisplatin therapy in vivo. Our results suggest that B7-H1(PD-L1) expression in cancer cells modifies their chemosensitivity towards certain drugs and targeting B7-H1 intracellular signaling pathway is a new way to overcome cancer chemoresistance.

Stress is associated with an increased risk of lung metastasis in melanoma. However, the underlying mechanism is elusive. Oxytocin (OXT), a neurohormone produced by the hypothalamus, plays a vital role in laboring induction and lactation. Emerging evidence suggests that OXT also regulates human emotions, social cognition, social behaviors and stress-related disorders. Here, we reported that a significant up-regulation of oxytocin receptors (OXTRs) was observed in malignant melanoma. The activation of oxytocin receptors (OXTRs) dramatically promoted migration, invasion and angiogenesis but not the proliferation of melanoma cells in vitro and in vivo via β-arrestin 2-dependent ERK-VEGF/ MMP-2 pathway. Next, chronic restraint stress significantly elevated the plasma level of OXT. Notably, 21 days chronic restraint stress facilitated lung metastasis of melanoma and reduced overall survival in mice, which were largely abrogated by knocking down either OXTR or β-arrestin 2. These findings provide evidence that chronic stress hormone-OXT promotes lung metastasis of melanoma via a β-arrestin 2-dependent mechanism and suggest that OXT, a novel pro-metastasis factor, is a potential therapeutic target for melanoma.

RBBP1 is a retinoblastoma protein (pRb) binding protein acting as a repressor of gene transcription. RBBP1 is a multidomain protein including a chromo barrel domain, and its chromo barrel domain has been reported to recognize histone H4K20me3 weakly, and this binding is enhanced by the simultaneous binding of DNA. However, the molecular basis of this DNA-mediated histone binding by the chromo barrel domain of RBBP1 is unclear. Here we attempted to co-crystallize the chromo barrel domain of RBBP1 with either a histone H4K20me3 peptide alone or with both a histone H4K20me3 peptide and DNA, but only solved the peptide/DNA unbound crystal structure. Our structural analysis indicates that RBBP1 could interact with histone H4K20me3 similar to other histone binding chromo barrel domains, and the surface charge representation analysis of the chromo barrel domain of RBBP1 suggests that the chromo barrel domain of RBBP1 does not have a typical DNA binding surface, indicating that it might not bind to DNA. Consistently, our ITC assays also showed that DNA does not significantly enhance the histone binding ability of the chromo barrel domain of RBBP1.

The CDY (Chromodomain on the Y) family is a small family of chromodomain containing proteins, whose chromodomains closely resemble those in HP1 and Polycomb. The CDY proteins play an essential role in normal spermatogenesis and brain development. Dysregulation of their expression has been linked to male infertility and various neurological diseases. Like the chromodomains of HP1 and Polycomb, the CDY chromodomains also recognize the lysine-methylated ARKS motif embedded in histone and non-histone proteins. Interestingly, the CDY chromodomains exhibit different binding preferences for the lysine-methylated ARKS motif in different sequence contexts. Here, we present the structural basis for selective binding of CDY1 to H3K9me3 and preferential binding of CDYL2 to H3tK27me3 over H3K27me3. Based on our structural, binding and mutagenesis data, we synthesized a more CDYL1/2 selective peptidic ligand UNC4850. Our work provides critical implications that CDYL1b's role in the regulation of neural development is dependent on its recognition of lysine-methylated ARKS motifs.

TIP60 consists of an N-terminal chromo barrel domain (TIP60-CB) and a C-terminal acetyltransferase domain and acetylates histone and non-histone proteins within diverse cellular processes. Whereas the TIP60-CB is thought to recognize histone tails, molecular details of this interaction remain unclear. Here we attempted a quantitative analysis of the interaction between the TIP60-CB and histone peptides, but did not observe any binding through either fluorescence polarization or isothermal titration calorimetry. We solved a crystal structure of the TIP60-CB alone. Analysis of the crystal structure demonstrates a putative peptide binding site that may be occluded by the basic side chain of a residue in a unique β hairpin between the two N-terminal strands of the β barrel.