Luebben, Anna, V, Bender, Daniel ORCID: 0000-0002-2975-4186, Becker, Stefan, Crowther, Lisa M., Erven, Ilka ORCID: 0000-0002-1095-6861, Hofmann, Kay, Soeding, Johannes, Klemp, Henry ORCID: 0000-0002-3147-3017, Bellotti, Cristina ORCID: 0000-0002-3999-2807, Stauble, Andreas, Qiu, Tian, Kathayat, Rahul S., Dickinson, Bryan C., Gaertner, Jutta, Sheldrick, George M., Kraetzner, Ralph and Steinfeld, Robert (2022). Cln5 represents a new type of cysteine-based S-depalmitoylase linked to neurodegeneration. Sci. Adv., 8 (15). WASHINGTON: AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE. ISSN 2375-2548
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Genetic CLN5 variants are associated with childhood neurodegeneration and Alzheimer's disease; however, the molecular function of ceroid lipofuscinosis neuronal protein 5 (Cln5) is unknown. We solved the Cln5 crystal structure and identified a region homologous to the catalytic domain of members of the N1pC/P60 superfamily of papain-like enzymes. However, we observed no protease activity for Cln5; and instead, we discovered that Cln5 and structurally related PPPDE1 and PPPDE2 have efficient cysteine palmitoyl thioesterase (S-depalmitoylation) activity using fluorescent substrates. Mutational analysis revealed that the predicted catalytic residues histidine-166 and cysteine-280 are critical for Cln5 thioesterase activity, uncovering a new cysteine-based catalytic mechanism for S-depalmitoylation enzymes. Last, we found that Cln5-deficient neuronal progenitor cells showed reduced thioesterase activity, confirming live cell function of Cln5 in setting S-depalmitoylation levels. Our results provide new insight into the function of Cln5, emphasize the importance of S-depalmitoylation in neuronal homeostasis, and disclose a new, unexpected enzymatic function for the N1pC/P60 superfamily of proteins.
Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-683438 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1126/sciadv.abj8633 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Sci. Adv. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Number: | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Place of Publication: | WASHINGTON | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2375-2548 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faculty: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divisions: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subjects: | no entry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/68343 |
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