Inhibition of eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A) hypusination suppress p53 translation and alters the association of eIF5A to the ribosomes

The eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A) is an essential protein for the viability of the cells whose proposed function is to prevent the stalling of the ribosomes during translation elongation. eIF5A activity requires a unique and functionally essential post-translational modification, the change of a lysine to hypusine. eIF5A is recognized as a promoter of cell proliferation, but it has also been suggested to induce apoptosis. To date, the precise molecular mechanism through which eIF5A affects these processes remains elusive. In the present study, we explored whether eIF5A is involved in controlling the stress-induced expression of the key cellular regulator p53. Our results show that treatment of HCT-116 colon cancer cells with the deoxyhypusine (DHS) inhibitor N1-guanyl-1,7-diamineheptane (GC7) caused both inhibition of eIF5A hypusination and a significant reduction of p53 expression in UV-treated cells, and that eIF5A controls p53 expression at the level of protein synthesis. Furthermore, we show that treatment with GC7 followed by UV-induced stress counteracts the pro-apoptotic process triggered by p53 up-regulation. More in general, the importance of eIF5A in the cellular stress response is illustrated by the finding that exposure to UV light promotes the binding of eIF5A to the ribosomes, whereas UV treatment complemented by the presence of GC7 inhibits such binding, allowing a decrease of de novo synthesis of p53 protein.

Il fattore di inizio della traduzione 5A (eIF5A) di tipo eucariotico, è una proteina essenziale per la vitalità delle cellule la cui funzione proposta è quella di prevenire lo stallo dei ribosomi durante l'allungamento della traduzione. L'attività di eIF5A richiede una modifica post-traduzionale unica e funzionalmente essenziale, il cambio di una lisina in ipusina. eIF5A è riconosciuto come fattore che promuove la proliferazione cellulare, ma è stato anche suggerito essere coinvolto nei processi 'apoptotici. Ad oggi, il preciso meccanismo molecolare attraverso il quale eIF5A influenza questi processi rimane sfuggente. Nel presente studio abbiamo investigato il ruolo di eIF5A nel controllo dell'espressione indotta dallo stress del regolatore cellulare chiave p53. I risultati del nostro lavoro mostrano che il trattamento delle cellule tumorali del colon HCT-116 con la desossipusina (DHS) N1-guanil-1,7-diamineeptano (GC7), inibitore dell'ipusinazione di eIF5A, causava sia l'inibizione dell'ipusinazione eIF5A sia una significativa riduzione dell'espressione di p53 nelle cellule trattate con UV. Inoltre abbiamo osservato come eIF5A controlli l'espressione di p53 a livello di sintesi proteica. Infatti, nello stesso lavoro mettiamo in evidenza come il trattamento con GC7 delle cellule trattate ai raggi UV contrasti il processo pro-apoptotico innescato dall'up-regolazione di p53. Più in generale, l'importanza di eIF5A nella risposta allo stress cellulare è illustrata dalla scoperta che l'esposizione alla luce UV promuove il legame di eIF5A ai ribosomi, mentre il trattamento UV integrato dalla presenza di GC7 inibisce tale legame, consentendo una diminuzione del de novo sintesi della proteina p53.