The lysosomal degradation pathway of autophagy has a crucial role in defence against infection, neurodegenerative disorders, cancer and ageing. Accordingly, agents that induce autophagy may have broad therapeutic applications. One approach to developing such agents is to exploit autophagy manipulation strategies used by microbial virulence factors. Here we show that a peptide, Tat–beclin 1—derived from a region of the autophagy protein, beclin 1, which binds human immunodeficiency virus (HIV)-1 Nef—is a potent inducer of autophagy, and interacts with a newly identified negative regulator of autophagy, GAPR-1 (also called GLIPR2). Tat–beclin 1 decreases the accumulation of polyglutamine expansion protein aggregates and the replication of several pathogens (including HIV-1) in vitro, and reduces mortality in mice infected with chikungunya or West Nile virus. Thus, through the characterization of a domain of beclin 1 that interacts with HIV-1 Nef, we have developed an autophagy-inducing peptide that has potential efficacy in the treatment of human diseases. A cell-permeable peptide is constructed that is derived from a region of an essential autophagy protein called beclin 1; the peptide is a potent inducer of autophagy in mammalian cells and in vivo in mice, and is effective in the clearance of several viruses. Autophagy is an essential degradation pathway that eliminates damaged proteins and organelles in cells and also protects against infection by diverse pathogens, including viruses. In this study, Beth Levine and colleagues construct a cell-permeable peptide, Tat-beclin 1, derived from part of an essential autophagy protein called beclin 1. This peptide is a potent inducer of autophagy in mammalian cells and in vivo in mice, and was effective in the clearance of several viruses including chikungunya virus, West Nile virus and HIV-1. The Tat-beclin 1 peptide binds to the Golgi-associated plant pathogenesis-related protein 1 (GAPR-1), which functions as a negative regulator of autophagy. These results suggest that this beclin 1-derived autophagy-inducing peptide has potential for the prevention and treatment of a broad range of human diseases.

E7820 and indisulam are two examples of aryl sulfonamides that recruit RBM39 to Rbx-Cul4-DDA1-DDB1-DCAF15 E3 ligase complex, leading to its ubiquitination and degradation by the proteasome. In order to understand their mechanism of action, we carried out kinetic analysis on the recruitment of RBM39 to DCAF15 and solved a crystal structure of DDA1-DDB1-DCAF15 in complex with E7820 and the RRM2 domain of RBM39. E7820 packs in a shallow pocket on the surface of DCAF15 and the resulting modified interface binds RBM39 through the alpha 1 helix of RRM2 domain. Our kinetic studies revealed that aryl sulfonamide and RBM39 bind to DCAF15 in a synergistic manner. The structural and kinetic studies confirm aryl sulfonamides as molecular glues in the recruitment of RBM39 and provide a framework for future efforts to utilize DCAF15 to degrade other protein of interests.

ABSTRACT The Na + ,K + -ATPase is an electrogenic transmembrane pump located in the plasma membrane of all animal cells. It is a dimeric protein composed of α and β subunits and has a third regulatory subunit (γ) belonging to the FXYD family . This pump plays a key role in maintaining low concentration of sodium and high concentration of potassium intracellularly. The α subunit is the catalytic one while the β subunit is important for the occlusion of the K + ions and plays an essential role in trafficking of the functional αβ complex of Na + ,K + -ATPase to the plasma membrane. Interestingly, the β 1 and β 2 (AMOG) isoforms of the β subunit, function as cell adhesion molecules in epithelial cells and astrocytes, respectively. Early experiments suggested a heterotypic adhesion for the β 2 . Recently, we reported a homotypic trans-interaction between β 2 -subunits expressed in CHO cells. In this work we use In Silico methods to analyze the physicochemical properties of the putative homophilic trans-dimer of β 2 subunits and provide insights about the trans -dimerization interface stability. Our structural analysis predicts a molecular recognition mechanism of a trans -dimeric β 2 -β 2 subunit and permits designing experiments that will shed light upon possible homophilic interactions of β 2 subunits in the nervous system. Author summary The adhesion molecule on glia (AMOG) is the β 2 isoform of the β-subunit of the Na + -pump that is localized in the nervous system, specifically in astrocytes. It was shown that it mediates Neuron-Astrocyte interaction, promoting neurite outgrowth and migration during brain development. In recent years we have shown that the ubiquitous β 1 isoform is a homophilic adhesion molecule in epithelia and therefore we hypothesized that β 2 could also interact as a homophilic adhesion protein. In a previous work we show that fibroblasts (CHO) transfected with the human β 2 subunit of the Na + -pump become adhesive. Moreover, protein-protein interaction assay in a co-culture of cells transfected with β 2 tagged with two different markers (His 6 and YFP) reveal a positive interaction between the β 2 -subunits. In the present work, we apply bioinformatics methods to analyze and discuss the formation of a trans -dimer of β 2 -subunits. Our In Silico study predicts a relatively stable dimer with an interface that involves the participation of four out of the seven N-glycosylation sites. Nevertheless, interacting interface and the dynamics of the β 2 -β 2 trans -dimer is different from that of the β 1 -β 1 dimer; it involves different surfaces and therefore it explains why β-subunits can not form mixed (β 1 -β 2 ) trans -dimers.