Mutations in the VHL tumor suppressor gene result in constitutive expression of many hypoxia-inducible genes, at least in part because of increases in the cellular level of hypoxia-inducible transcription factor HIF1α, which in normal cells is rapidly ubiquitinated and degraded by the proteasome under normoxic conditions. The recent observation that the VHL protein is a subunit of an Skp1-Cul1/Cdc53-F-box (SCF)-like E3 ubiquitin ligase raised the possibility that VHL may be directly responsible for regulating cellular levels of HIF1α by targeting it for ubiquitination and proteolysis. In this report, we test this hypothesis directly. We report development of methods for production of the purified recombinant VHL complex and present direct biochemical evidence that it can function with an E1 ubiquitin-activating enzyme and E2 ubiquitin-conjugating enzyme to activate HIF1α ubiquitination in vitro . Our findings provide new insight into the function of the VHL tumor suppressor protein, and they provide a foundation for future investigations of the mechanisms underlying VHL regulation of oxygen-dependent gene expression.

The Elongin BC complex was identified initially as a positive regulator of RNA polymerase II (Pol II) elongation factor Elongin A and subsequently as a component of the multiprotein von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor complex, in which it participates in both tumor suppression and negative regulation of hypoxia-inducible genes. Elongin B is a ubiquitin-like protein, and Elongin C is a Skp1-like protein that binds to a BC-box motif that is present in both Elongin A and VHL and is distinct from the conserved F-box motif recognized by Skp1. In this report, we demonstrate that the Elongin BC complex also binds to a functional BC box present in the SOCS box, a sequence motif identified recently in the suppressor of cytokine signaling-1 (SOCS-1) protein, as well as in a collection of additional proteins belonging to the SOCS, ras, WD-40 repeat, SPRY domain, and ankyrin repeat families. In addition, we present evidence (1) that the Elongin BC complex is a component of a multiprotein SOCS-1 complex that attenuates Jak/STAT signaling by binding to Jak2 and inhibiting Jak2 kinase, and (2) that by interacting with the SOCS box, the Elongin BC complex can increase expression of the SOCS-1 protein by inhibiting its degradation. These results suggest that Elongin BC is a multifunctional regulatory complex capable of controlling multiple pathways in the cell through interaction with a short degenerate sequence motif found in many different proteins.

Components of multiprotein complexes are routinely determined by using proteomic approaches. However, this information lacks functional content except when new complex members are identified. To analyze quantitatively the abundance of proteins in human Mediator we used normalized spectral abundance factors generated from shotgun proteomics data sets. With this approach we define a common core of mammalian Mediator subunits shared by alternative forms that variably associate with the kinase module and RNA polymerase (pol) II. Although each version of affinity-purified Mediator contained some kinase module and RNA pol II, Mediator purified through F-Med26 contained the most RNA pol II and the least kinase module as demonstrated by the normalized spectral abundance factor approach. The distinct forms of Mediator were functionally characterized by using a transcriptional activity assay, where F-Med26 Mediator/RNA pol II was the most active. This method of protein complex visualization has important implications for the analysis of multiprotein complexes and assembly of protein interaction networks.

Abstract Osimertinib has been demonstrated to overcome the epidermal growth factor receptor (EGFR)-T790M, the most relevant acquired resistance to first-generation EGFR–tyrosine kinase inhibitors (EGFR–TKIs). However, the C797S mutation, which impairs the covalent binding between the cysteine residue at position 797 of EGFR and osimertinib, induces resistance to osimertinib. Currently, there are no effective therapeutic strategies to overcome the C797S/T790M/activating-mutation (triple-mutation)-mediated EGFR–TKI resistance. In the present study, we identify brigatinib to be effective against triple-mutation-harbouring cells in vitro and in vivo . Our original computational simulation demonstrates that brigatinib fits into the ATP-binding pocket of triple-mutant EGFR. The structure–activity relationship analysis reveals the key component in brigatinib to inhibit the triple-mutant EGFR. The efficacy of brigatinib is enhanced markedly by combination with anti-EGFR antibody because of the decrease of surface and total EGFR expression. Thus, the combination therapy of brigatinib with anti-EGFR antibody is a powerful candidate to overcome triple-mutant EGFR.

Promoter-proximal pausing by initiated RNA polymerase II (Pol II) and regulated release of paused polymerase into productive elongation has emerged as a major mechanism of transcription activation. Reactivation of paused Pol II correlates with recruitment of super-elongation complexes (SECs) containing ELL/EAF family members, P-TEFb, and other proteins, but the mechanism of their recruitment is an unanswered question. Here, we present evidence for a role of human Mediator subunit MED26 in this process. We identify in the conserved N-terminal domain of MED26 overlapping docking sites for SEC and a second ELL/EAF-containing complex, as well as general initiation factor TFIID. In addition, we present evidence consistent with the model that MED26 can function as a molecular switch that interacts first with TFIID in the Pol II initiation complex and then exchanges TFIID for complexes containing ELL/EAF and P-TEFb to facilitate transition of Pol II into the elongation stage of transcription.

Co-transcriptional capping of RNA polymerase II (Pol II) transcripts by capping enzyme proceeds orders of magnitude more efficiently than capping of free RNA. Previous studies brought to light a role for the phosphorylated Pol II CTD in activation of co-transcriptional capping; however, CTD phosphorylation alone could not account for the observed magnitude of activation. Here, we exploit a defined Pol II transcription system that supports both CTD phosphorylation and robust activation of capping to dissect the mechanism of co-transcriptional capping. Taken together, our findings identify a novel CTD-independent, but Pol II-mediated, mechanism that functions in parallel with CTD-dependent processes to ensure optimal capping, and they support a "tethering" model for the mechanism of activation.