Moses Ogunkola

• Sulfur is essential for the functionality of some important biomolecules in humans. Biomolecules like the Iron-sulfur clusters, tRNAs, Molybdenum cofactor, and some vitamins. The trafficking of sulfur involves proteins collectively called sulfurtransferase. Among these are TUM1, MOCS3, and NFS1. This research investigated the role of TUM1 for molybdenum cofactor biosynthesis and cytosolic tRNA thiolation in humans. The rhodanese-like protein MOCS3 and the L-cysteine desulfurase (NFS1) have been previously demonstrated to interact with TUM1. These interactions suggested a dual function of TUM1 in sulfur transfer for Moco biosynthesis and cytosolic tRNA thiolation. TUM1 deficiency has been implicated to be responsible for a rare inheritable disorder known as mercaptolactate cysteine disulfiduria (MCDU), which is associated with a mental disorder. This mental disorder is similar to the symptoms of sulfite oxidase deficiency which is characterised by neurological disorders. Therefore, the role of TUM1 as a sulfurtransferase in humansSulfur is essential for the functionality of some important biomolecules in humans. Biomolecules like the Iron-sulfur clusters, tRNAs, Molybdenum cofactor, and some vitamins. The trafficking of sulfur involves proteins collectively called sulfurtransferase. Among these are TUM1, MOCS3, and NFS1. This research investigated the role of TUM1 for molybdenum cofactor biosynthesis and cytosolic tRNA thiolation in humans. The rhodanese-like protein MOCS3 and the L-cysteine desulfurase (NFS1) have been previously demonstrated to interact with TUM1. These interactions suggested a dual function of TUM1 in sulfur transfer for Moco biosynthesis and cytosolic tRNA thiolation. TUM1 deficiency has been implicated to be responsible for a rare inheritable disorder known as mercaptolactate cysteine disulfiduria (MCDU), which is associated with a mental disorder. This mental disorder is similar to the symptoms of sulfite oxidase deficiency which is characterised by neurological disorders. Therefore, the role of TUM1 as a sulfurtransferase in humans was investigated, in CRISPR/Cas9 generated TUM1 knockout HEK 293T cell lines. For the first time, TUM1 was implicated in Moco biosynthesis in humans by quantifying the intermediate product cPMP and Moco using HPLC. Comparing the TUM1 knockout cell lines to the wild-type, accumulation and reduction of cPMP and Moco were observed respectively. The effect of TUM1 knockout on the activity of a Moco-dependent enzyme, Sulfite oxidase, was also investigated. Sulfite oxidase is essential for the detoxification of sulfite to sulfate. Sulfite oxidase activity and protein abundance were reduced due to less availability of Moco. This shows that TUM1 is essential for efficient sulfur transfer for Moco biosynthesis. Reduction in cystathionin -lyase in TUM1 knockout cells was quantified, a possible coping mechanism of the cell against sulfite production through cysteine catabolism. Secondly, the involvement of TUM1 in tRNA thio-modification at the wobble Uridine-34 was reported by quantifying the amount of mcm5s2U and mcm5U via HPLC. The reduction and accumulation of mcm5s2U and mcm5U in TUM1 knockout cells were observed in the nucleoside analysis. Herein, exogenous treatment with NaHS, a hydrogen sulfide donor, rescued the Moco biosynthesis, cytosolic tRNA thiolation, and cell proliferation deficits in TUM1 knockout cells. Further, TUM1 was shown to impact mitochondria bioenergetics through the measurement of the oxygen consumption rate and extracellular acidification rate (ECAR) via the seahorse cell Mito stress analyzer. Reduction in total ATP production was also measured. This reveals how important TUM1 is for H2S biosynthesis in the mitochondria of HEK 293T. Finally, the inhibition of NFS1 in HEK 293T and purified NFS1 protein by 2-methylene 3-quinuclidinone was demonstrated via spectrophotometric and radioactivity quantification. Inhibition of NFS1 by MQ further affected the iron-sulfur cluster-dependent enzyme aconitase activity.…
• Schwefel ist für die Funktionalität einiger wichtiger Biomoleküle beim Menschen wie die Eisen-Schwefel-Cluster, tRNA, Molybdän-Cofaktoren und einige Vitamine unerlässlich. Am Schwefelverkehr ist eine weit verbreitete Gruppe von Proteinen beteiligt, die als Rhodanese (Sulfurtransferase) bezeichnet wird. Zu dieser Klasse von Enzymen gehören die humanen (Proteine) TUM1, MOCS3 und NFS1. Es hat sich gezeigt, dass TUM1 mit der L-Cystein-Desulfurase (NFS1) und dem rhodaneseähnlichen Protein MOCS3 interagiert. Diese Wechselwirkungen deuten auf eine Doppelfunktion von TUM1 beim Schwefeltransfer für die Moco-Biosynthese und die zytosolische tRNA-Thiolierung hin. Ein TUM1-Mangel wird für eine seltene vererbbare Störung verantwortlich gemacht, die als Mercaptolactat-Cystein-Disulfidurie (MCDU) bekannt ist und mit geistigen Störungen einhergeht. Diese psychische Störung könnte auf die Symptome des Sulfit-Oxidase-Mangels zurückzuführen sein, der auch durch neurologische Störungen gekennzeichnet ist. In dieser Studie wurde zum ersten Mal die RolleSchwefel ist für die Funktionalität einiger wichtiger Biomoleküle beim Menschen wie die Eisen-Schwefel-Cluster, tRNA, Molybdän-Cofaktoren und einige Vitamine unerlässlich. Am Schwefelverkehr ist eine weit verbreitete Gruppe von Proteinen beteiligt, die als Rhodanese (Sulfurtransferase) bezeichnet wird. Zu dieser Klasse von Enzymen gehören die humanen (Proteine) TUM1, MOCS3 und NFS1. Es hat sich gezeigt, dass TUM1 mit der L-Cystein-Desulfurase (NFS1) und dem rhodaneseähnlichen Protein MOCS3 interagiert. Diese Wechselwirkungen deuten auf eine Doppelfunktion von TUM1 beim Schwefeltransfer für die Moco-Biosynthese und die zytosolische tRNA-Thiolierung hin. Ein TUM1-Mangel wird für eine seltene vererbbare Störung verantwortlich gemacht, die als Mercaptolactat-Cystein-Disulfidurie (MCDU) bekannt ist und mit geistigen Störungen einhergeht. Diese psychische Störung könnte auf die Symptome des Sulfit-Oxidase-Mangels zurückzuführen sein, der auch durch neurologische Störungen gekennzeichnet ist. In dieser Studie wurde zum ersten Mal die Rolle von TUM1 bei der Biosynthese von Molybdän-Cofaktoren und der zytosolischen tRNA-Thiolierung beim Menschen untersucht. Dies wurde durch die Verwendung von einer zuvor generierten TUM1-Deletion in HEK 293T-Zelllinien unter Verwendung von CRISPR/Cas9 erreicht. Hier wurde zum ersten Mal die Funktion von TUM1 in der Moco-Biosynthese im Menschen untersucht, wobei das Zwischenprodukt cPMP und Moco mittels HPLC quantifiziert wurde. Beim Vergleich der TUM1-deletierten-Zelllinien mit dem Wildtyp wurde eine Akkumulation bzw. Reduktion von cPMP und Moco beobachtet. Die Auswirkungen der TUM1-Deletion auf die Aktivität eines Moco-abhängigen Enzyms, der Sulfit-Oxidase, wurden ebenfalls untersucht. Sulfit ist wichtig für die Entgiftung von Sulfit zu Sulfat. Die Aktivität der Sulfit-Oxidase und die Proteinquantität waren aufgrund der geringeren Verfügbarkeit von Moco reduziert. Dies zeigt, dass TUM1 für einen effizienten Schwefeltransfer für die Moco-Biosynthese wichtig ist. Wir berichteten auch über die Verringerung der Cystathionin -Lyase in TUM1-deletierten-Zellen, ein möglicher Bewältigungsmechanismus der Zelle gegen die Sulfitproduktion. Zweitens wurde die Beteiligung von TUM1 an der tRNA-ThioModifikation am Wobble Uridin-34 durch Quantifizierung der Menge an mcm5s2U und mcm5U mittels HPLC untersucht. Es wurde eine Reduktion bzw. Akkumulation von mcm5s2U und mcm5U in TUM1-Knockout-Zellen beobachtet. Die exogene Behandlung mit NaHS, einem Schwefelwasserstoff-Donor, rettete die Moco-Biosynthese, die zytosolische tRNA-Thiolation und das Defizit der Zellproliferation in TUM1-deletion-Zellen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass TUM1 die Bioenergetik der Mitochondrien beeinflusst, indem die Sauerstoffverbrauchsrate und die extrazelluläre Versauerungsrate (ECAR) über den Seahorse XF Analyzer gemessen wurden. Eine Verringerung der gesamten ATP-Produktion war ebenfalls erkennbar. Dies zeigt, wie wichtig TUM1 für die H2S-Biosynthese in den Mitochondrien von HEK 293T ist. Schließlich wurde die Hemmung von NFS1 in HEK 293T und gereinigtem NFS1-Protein durch 2-Methylen-3-chinuclidinon mittels spektrophotometrischer und radioaktiver Quantifizierung nachgewiesen. Die Hemmung von NFS1 durch 2-Methylen-3-chinuclidinon verringerte die Aktivität des von Eisen-Schwefel-Clustern abhängigen Enzyms Aconitase in HEK 293T.…