Modulation of Hsf1 activity by novobiocin and geldanamycin

摘要

Since Hsp90 is a known modulator of HSF1 activity, we examined the effects of two pharmacological inhibitors of Hsp90, novobiocin and geldanamycin, on HSF1 DNA-binding activity in the Xenopus oocyte model system. Novobiocin exhibits antiproliferative activity in culture cells and interacts with a C-terminal ATP-binding pocket on Hsp90, inhibiting Hsp90 autophosphorylation. Treatment of oocytes with novobiocin followed by heat shock results in a dose-dependent decrease in HSF1 DNA-binding and transcriptional activity. Immunoprecipitation experiments demonstrate novobiocin does not alter HSF1 activity through dissociation of Hsp90 from either monomeric or trimerized HSF1, suggesting that the effect of novobiocin on HSF1 is mediated through alterations in Hsp90 autophosphorylation. Geldanamycin binds the N-terminal ATPase site of Hsp90 and inhibits chaperone activity. Geldanamycin treatment of oocytes resulted in a dose-dependant increase in stability of active HSF1 trimers during submaximal heat shock and a delay in disassembly of trimers during recovery. The results suggest that Hsp90 chaperone activity is required for disassembly of HSF1 trimers. The data obtained with novobiocin suggests the C-terminal ATP-binding activity of Hsp90 is required for the initial steps of HSF1 trimerization, whereas the effects of geldanamycin suggest N-terminal ATPase and chaperone activities are required for disassembly of activated trimers. These data provide important insight into the molecular mechanisms by which pharmacological inhibitors of Hsp90 affect the heat shock response.Puisque la Hsp90 est un modulateur connu de l'activité de HSF1, nous avons examiné les effets de deux de ses inhibiteurs pharmacologiques, la novobiocine et la geldanamycine, sur l'activité de liaison à l'ADN de HSF1 dans un modèle d'ovocytes de Xenopus. La novobiocine inhibe la prolifération des cellules en culture et interagit avec la poche de liaison de l'ATP de la Hsp90, inhibant ainsi son autophosphorylation. Un traitement des ovocytes à la novobiocine suivi d'un choc thermique résulte en une diminution de la liaison à l'ADN et de l'activité transcriptionnelle de HSF1 et ce, de façon dépendante de la concentration. Des expériences d'immunoprécipitation démontrent que la novobiocine ne perturbe pas l'activité de HSF1 en dissociant la Hsp90 de HSF1 monomérique ou trimérique, suggérant que l'effet de la novobiocine sur HSF1 soit dû à des modifications de l'autophosphorylation de la Hsp90. La geldanamycine se lie au site ATPase N-terminal de la Hsp90 et inhibe son activité chaperon. Un traitement des ovocytes à la geldanamycine résulte en une augmentation de la stabilité des trimères HSF1 actifs de façon dépendante de la concentration durant un choc thermique sub-optimal, et retarde le désassemblage des trimères durant la période de récupération. Ces résultats suggèrent que l'activité chaperon de la Hsp90 est requise au désassemblage des trimères HSF1. Les résultats obtenu avec la novobiocine suggèrent que l'activité de liaison de l'ATP de l'extrémité C-terminale de la Hsp90 est requise aux étapes initiales de la trimérisation de HSF1, alors que les effets de la geldanamycine suggèrent que les activités ATPase et chaperon de l'extrémité N-terminale sont requises au désassemblage des trimères activés. Ces résultats fournissent un aperçu important des mécanismes moléculaires par lesquels les inhibiteurs pharmacologiques de la Hsp90 affectent la réponse au choc thermique.