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Selvam C, Lemasson IA, Brabet I, Oueslati N, Karaman B, Cabaye A, Tora AS, Commare B, Courtiol T, Cesarini S, McCort-Tranchepain I, Rigault D, Mony L, Bessiron T, McLean H, Leroux FR, Colobert F, Daniel H, Goupil-Lamy A, Bertrand HO, Goudet C, Pin JP, Acher FC. Increased Potency and Selectivity for Group III Metabotropic Glutamate Receptor Agonists Binding at Dual sites. J Med Chem 2018; 61:1969-1989. [DOI: 10.1021/acs.jmedchem.7b01438] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/23/2023]
Affiliation(s)
- Chelliah Selvam
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Isabelle A. Lemasson
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Isabelle Brabet
- IGF, CNRS, INSERM, Université Montpellier, F-34094 Montpellier, France
| | - Nadia Oueslati
- IGF, CNRS, INSERM, Université Montpellier, F-34094 Montpellier, France
| | - Berin Karaman
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Alexandre Cabaye
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Amélie S. Tora
- IGF, CNRS, INSERM, Université Montpellier, F-34094 Montpellier, France
| | - Bruno Commare
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
- UMR 7509/CNRS/ECPM, Université de Strasbourg, 25 Rue Becquerel, 67087 Strasbourg 02, France
| | - Tiphanie Courtiol
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Sara Cesarini
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Isabelle McCort-Tranchepain
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Delphine Rigault
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
| | - Laetitia Mony
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
- Institut de Biologie, Ecole Normale Supérieure, CNRS UMR 8197, INSERM U1024, PSL University, 46 rue d’Ulm, 75005 Paris, France
| | - Thomas Bessiron
- Pharmacologie et Biochimie de la Synapse, Université Paris-Sud/CNRS/NeuroPSI−UMR 9197, F-91405 Orsay, France
| | - Heather McLean
- Pharmacologie et Biochimie de la Synapse, Université Paris-Sud/CNRS/NeuroPSI−UMR 9197, F-91405 Orsay, France
| | - Frédéric R. Leroux
- UMR 7509/CNRS/ECPM, Université de Strasbourg, 25 Rue Becquerel, 67087 Strasbourg 02, France
| | - Françoise Colobert
- UMR 7509/CNRS/ECPM, Université de Strasbourg, 25 Rue Becquerel, 67087 Strasbourg 02, France
| | - Hervé Daniel
- Pharmacologie et Biochimie de la Synapse, Université Paris-Sud/CNRS/NeuroPSI−UMR 9197, F-91405 Orsay, France
| | - Anne Goupil-Lamy
- BIOVIA, Dassault Systèmes, 10 rue Marcel Dassault, CS 40501, 78946 Vélizy-Villacoublay Cedex, France
| | - Hugues-Olivier Bertrand
- BIOVIA, Dassault Systèmes, 10 rue Marcel Dassault, CS 40501, 78946 Vélizy-Villacoublay Cedex, France
| | - Cyril Goudet
- IGF, CNRS, INSERM, Université Montpellier, F-34094 Montpellier, France
| | - Jean-Philippe Pin
- IGF, CNRS, INSERM, Université Montpellier, F-34094 Montpellier, France
| | - Francine C. Acher
- Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, CNRS UMR 8601, Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, 45 rue des Saints-Pères, 75270 Paris Cedex 06, France
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Thermodynamics of cooperative binding of FAD to human NQO1: Implications to understanding cofactor-dependent function and stability of the flavoproteome. Arch Biochem Biophys 2017; 636:17-27. [PMID: 29100982 DOI: 10.1016/j.abb.2017.10.020] [Citation(s) in RCA: 17] [Impact Index Per Article: 2.4] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/19/2017] [Revised: 10/25/2017] [Accepted: 10/27/2017] [Indexed: 01/23/2023]
Abstract
The stability of human flavoproteins strongly depends on flavin levels, although the structural and energetic basis of this relationship is poorly understood. Here, we report an in-depth analysis on the thermodynamics of FAD binding to one of the most representative examples of such relationship, NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1). NQO1 is a dimeric enzyme that tightly binds FAD, which triggers large structural changes upon binding. A common cancer-associated polymorphism (P187S) severely compromises FAD binding. We show that FAD binding is described well by a thermodynamic model explicitly incorporating binding cooperativity when applied to different sets of calorimetric analyses and NQO1 variants, thus providing insight on the effects in vitro and in cells of cancer-associated P187S, its suppressor mutation H80R and the role of NQO1 C-terminal domain to modulate binding cooperativity and energetics. Furthermore, we show that FAD binding to NQO1 is very sensitive to physiologically relevant environmental conditions, such as the presence of phosphate buffer and salts. Overall, our results contribute to understanding at the molecular level the link between NQO1 stability and fluctuations of FAD levels intracellularly, and supports the notion that FAD binding energetics and cooperativity are fundamentally linked with the dynamic nature of apo-NQO1 conformational ensemble.
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