Functional characterization of Cullin-1-RING ubiquitin ligase (CRL1) complex in Leishmania infantum

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Rolemberg Santana Travaglini Berti de Correia, Camila ; Torres, Caroline ; Gomes, Ellen ; Maffei Rodriguez, Giovana ; Klaysson Pereira Regatieri, Wesley ; Takamiya, Nayore Tamie ; Aparecida Rogerio, Luana ; Malavazi, Iran ; Damario Gomes, Marcelo ; Dener Damasceno, Jeziel ; Luiz da Silva, Vitor ; Antonio Fernandes de Oliveira, Marcos ; Santos da Silva, Marcelo ; Silva Nascimento, Alessandro ; Cappellazzo Coelho, Adriano ; Regina Maruyama, Sandra ; Teixeira, Felipe Roberti

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PLOS PATHOGENS; v. 20, n. 7, p. 34-pg., 2024-07-01.

Resumo

Cullin-1-RING ubiquitin ligases (CRL1) or SCF1 (SKP1-CUL1-RBX1) E3 ubiquitin ligases are the largest and most extensively investigated class of E3 ligases in mammals that regulate fundamental processes, such as the cell cycle and proliferation. These enzymes are multiprotein complexes comprising SKP1, CUL1, RBX1, and an F-box protein that acts as a specificity factor by interacting with SKP1 through its F-box domain and recruiting substrates via other domains. E3 ligases are important players in the ubiquitination process, recognizing and transferring ubiquitin to substrates destined for degradation by proteasomes or processing by deubiquitinating enzymes. The ubiquitin-proteasome system (UPS) is the main regulator of intracellular proteolysis in eukaryotes and is required for parasites to alternate hosts in their life cycles, resulting in successful parasitism. Leishmania UPS is poorly investigated, and CRL1 in L. infantum, the causative agent of visceral leishmaniasis in Latin America, is yet to be described. Here, we show that the L. infantum genes LINF_110018100 (SKP1-like protein), LINF_240029100 (cullin-like protein-like protein), and LINF_210005300 (ring-box protein 1 -putative) form a LinfCRL1 complex structurally similar to the H. sapiens CRL1. Mass spectrometry analysis of the LinfSkp1 and LinfCul1 interactomes revealed proteins involved in several intracellular processes, including six F-box proteins known as F-box-like proteins (Flp) (data are available via ProteomeXchange with identifier PXD051961). The interaction of LinfFlp 1-6 with LinfSkp1 was confirmed, and using in vitro ubiquitination assays, we demonstrated the function of the LinfCRL1(Flp1) complex to transfer ubiquitin. We also found that LinfSKP1 and LinfRBX1 knockouts resulted in nonviable L. infantum lineages, whereas LinfCUL1 was involved in parasite growth and rosette formation. Finally, our results suggest that LinfCul1 regulates the S phase progression and possibly the transition between the late S to G2 phase in L. infantum. Thus, a new class of E3 ubiquitin ligases has been described in L. infantum with functions related to various parasitic processes that may serve as prospective targets for leishmaniasis treatment. (AU)

• Processo FAPESP: 16/20258-0 - Leishmaniose visceral: abordagens genômicas para análise molecular integrada do hospedeiro e do parasito
• Beneficiário: Sandra Regina Costa Maruyama
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 21/12464-8 - Desenvolvimento de ferramentas moleculares para o estudo de parasitas emergentes em Leishmaniose Visceral
• Beneficiário: Nayore Tamie Takamiya
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 19/10753-2 - Investigação do papel dos pirofosfatos de inositol (PP-IPs) em vias de reparo de DNA e dinâmica dos telômeros utilizando tripanossomatídeos como modelo
• Beneficiário: Marcelo Santos da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 23/07193-0 - Investigação da citotoxicidade de análogos de timidina utilizados para monitoramento da replicação do DNA em tripanosomatídeos
• Beneficiário: Marcos Antonio Fernandes de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 15/26722-8 - Drug discovery contra doenças infecciosas humanos
• Beneficiário: Carsten Wrenger
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/16270-6 - Caracterização in silico do complexo E3 ubiquitina-ligases do tipo CRL1 (Cullin RING-ligases) em Leishmania infantum
• Beneficiário: Caroline Torres
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 22/15983-9 - Genes de Leishmania infantum ortólogos aos humanos SKP, CUL1 e RBX são capazes de expressar e montar complexos E3 ubiquitina-ligase do tipo CRL 1 (Cullin 1 RING-ligase) em células humanas?
• Beneficiário: Giovana Maffei Rodriguez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 22/00923-0 - Telômeros e pirofosfatos de inositol poderiam exercer papéis importantes na metaciclogênese e virulência de Leishmania?
• Beneficiário: Vitor Luiz da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 20/15771-6 - Caracterização funcional das E3 ubiquitina-ligases do tipo CRL (Cullin RING-ligases) em Leishmania infantum
• Beneficiário: Felipe Roberti Teixeira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/14011-8 - Caracterização fenotípica e análise genômica de parasitos Crithidia-like obtidos de pacientes diagnosticados com Leishmaniose Visceral
• Beneficiário: Luana Aparecida Rogerio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 21/10971-0 - Caracterização bioquímica das E3 ubiquitina-ligases do tipo CRL (Cullin RING-ligases) em Leishmania infantum
• Beneficiário: Camila Rolemberg Santana Travaglini Berti de Correia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 16/21171-6 - Paromomicina no tratamento da Leishmaniose Tegumentar: investigação in vitro, in vivo e na identificação de marcadores moleculares associados à suscetibilidade e resistência
• Beneficiário: Adriano Cappellazzo Coelho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores