1. Nonselective Chemical Inhibition of Sec7 Domain-Containing ARF GTPase Exchange Factors
- Author
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Steven De Munck, Riet De Rycke, Bram Denoo, Sacco C. de Vries, Jan Hullaert, Wim Annaert, Isha Sharma, Kaija Goodman, Wim Dejonghe, Johan M. Winne, Marisa S. Otegui, François Peurois, Wim Nerinckx, Andrzej Drozdzecki, Annemieke Madder, Jacqueline Cherfils, Marine Bretou, Qing Lu, Sara Martins, Sjef Boeren, Grégory Vert, Kamila Kalinowska, Veronique Storme, Long Nguyen, Dominique Audenaert, Erika Isono, Kiril Mishev, Savvas N. Savvides, Eugenia Russinova, Laboratoire de Biologie et de Pharmacologie Appliquée (LBPA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Plant Systems Biology, Flanders Institute for Biotechnology, Ghent University Hospital, Laboratory of Biochemistry, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Immunité et cancer (U932), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratory for Protein Biochemistry and Biomolecular Engineering, Department of Biochemistry, Physiology and Microbiology, Universiteit Gent = Ghent University [Belgium] (UGENT), Department of Plant Biotechnology and Bioinformatics, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ghent University, Compound Screening Facility, VIB, Signalisation Cellulaire et Ubiquitination chez les plantes (UBINET), Département Biologie Cellulaire (BioCell), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Organic and Biomimetic Chemistry Research Group, VIB-UGent Center for Inflammation Research [Gand, Belgique] (IRC), VIB [Belgium], Laboratory for Protein Biochemistry and Biomolecular Engineering, Department of Biochemistry and Microbiology, Laboratory of Membrane Trafficking and VIB11, Center for Human Genetics, Catholic University of Leuven - Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven), Polymer Research Group, State Univ Ghent, Department of Systems Biology, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Ghent University [Belgium] (UGENT), Laboratoire de dynamique membranaire et maladies neurologiques (UMR 8192), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), VIB Inflammation Research Center, Laboratoire d'enzymologie et biochimie structurales (LEBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universiteit Gent = Ghent University (UGENT), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Curie [Paris]-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Universiteit Gent [Ghent], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN), Wageningen University and Research Centre [Wageningen] (WUR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay, Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut Curie-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
0301 basic medicine ,ADP ribosylation factor ,Endosome ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Arabidopsis ,Biochemie ,Endosomes ,Plant Science ,arabidopsis-thaliana ,Biology ,receptor kinase bri1 ,Endocytosis ,Biochemistry ,UBINET ,Piperazines ,03 medical and health sciences ,symbols.namesake ,chemistry.chemical_compound ,golgi network/early endosome ,BIOCELL ,Guanine Nucleotide Exchange Factors ,Life Science ,Endomembrane system ,endomembrane trafficking ,Research Articles ,brefeldin-a ,Brefeldin A ,protein complexes ,Arabidopsis Proteins ,plasma-membrane ,plant-cells ,Cell Biology ,Golgi apparatus ,Plants, Genetically Modified ,Transport protein ,Cell biology ,wide analysis ,Protein Transport ,small molecules ,030104 developmental biology ,chemistry ,Vacuoles ,symbols ,Phthalazines ,Guanine nucleotide exchange factor ,Protein Kinases - Abstract
International audience; Small GTP-binding proteins from the ADP-ribosylation factor (ARF) family are important regulators of vesicle formation and cellular trafficking in all eukaryotes. ARF activation is accomplished by a protein family of guanine nucleotide exchange factors (GEFs) that contain a conserved catalytic Sec7 domain. Here, we identified and characterized Secdin, a small-molecule inhibitor of Arabidopsis thaliana ARF-GEFs. Secdin application caused aberrant retention of plasma membrane (PM) proteins in late endosomal compartments, enhanced vacuolar degradation, impaired protein recycling, and delayed secretion and endocytosis. Combined treatments with Secdin and the known ARF-GEF inhibitor Brefeldin A (BFA) prevented the BFA-induced PM stabilization of the ARF-GEF GNOM, impaired its translocation from the Golgi to the trans-Golgi network/early endosomes, and led to the formation of hybrid endomembrane compartments reminiscent of those in ARF-GEF-deficient mutants. Drug affinity-responsive target stability assays revealed that Secdin, unlike BFA, targeted all examined Arabidopsis ARF-GEFs, but that the interaction was probably not mediated by the Sec7 domain because Secdin did not interfere with the Sec7 domain-mediated ARF activation. These results show that Secdin and BFA affect their protein targets through distinct mechanisms, in turn showing the usefulness of Secdin in studies in which ARF-GEF-dependent endomembrane transport cannot be manipulated with BFA.
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- 2018
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