Structural and biochemical evidence that ATP inhibits the cancer biomarker human aldehyde dehydrogenase 1A3
Castellví Toledo, Albert 
(Laboratori de Llum del Sincrotró ALBA)
Pequerul Pavón, Raquel 
(Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Bioquímica i de Biologia Molecular)
Barracco, Vito (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Bioquímica i de Biologia Molecular)
Juanhuix, Judith 
(Laboratori de Llum del Sincrotró ALBA)
Parés i Casasampera, Xavier 
(Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Bioquímica i de Biologia Molecular)
Farrés, Jaume 
(Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Bioquímica i de Biologia Molecular)
| Data: |
2022 |
| Resum: |
Human aldehyde dehydrogenase (ALDH) participates in the oxidative stress response and retinoid metabolism, being involved in several diseases, including cancer, diabetes and obesity. The ALDH1A3 isoform has recently elicited wide interest because of its potential use as a cancer stem cell biomarker and drug target. We report high-resolution three-dimensional ALDH1A3 structures for the apo-enzyme, the NAD+ complex and a binary complex with ATP. Each subunit of the ALDH1A3-ATP complex contains one ATP molecule bound to the adenosine-binding pocket of the cofactor-binding site. The ATP complex also shows a molecule, putatively identified as a polyethylene glycol aldehyde, covalently bound to the active-site cysteine. This mimics the thioacyl-enzyme catalytic intermediate, which is trapped in a dead enzyme lacking an active cofactor. At physiological concentrations, ATP inhibits the dehydrogenase activity of ALDH1A3 and other isoforms, with a Ki value of 0. 48 mM for ALDH1A3, showing a mixed inhibition type against NAD+. ATP also inhibits esterase activity in a concentration-dependent manner. The current ALDH1A3 structures at higher resolution will facilitate the rational design of potent and selective inhibitors. ATP binding to ALDH1A3 enables activity modulation by the energy status of the cell and metabolic reprogramming, which may be relevant in several disease conditions. |
| Ajuts: |
Agencia Estatal de Investigación PID2020-119424RB-I00
|
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Article ; recerca ; Versió publicada |
| Matèria: |
Oxidoreductases ;
X-ray crystallography |
| Publicat a: |
Communications Biology, Vol. 5 (April 2022) , art. 354, ISSN 2399-3642 |
DOI: 10.1038/s42003-022-03311-1
PMID: 35418200
El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca >
Documents dels grups de recerca de la UAB >
Centres i grups de recerca (producció científica) >
Ciències >
El Sincrotró ALBAArticles >
Articles de recercaArticles >
Articles publicats
Registre creat el 2022-09-09, darrera modificació el 2026-02-26