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Discovery of the ubiquitin-proteasome inhibitors from natural sources through cell-based assays

Research Project

Project/Area Number 20K16026
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Hitora Yuki  熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 助教 (00755308)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsユビキチンープロテアソームシステム / 天然物 / スクリーニング / プロテアソーム阻害薬 / 真菌 / タンパク質分解 / 培養細胞
Outline of Research at the Start

ユビキチン-プロテアソームシステム(UPS)は、生物に広く保存されているタンパク質分解制御機構であり、細胞内タンパク質の恒常性を維持している。がん細胞では、UPSが亢進状態にあり、UPS阻害剤は副作用の少ない次世代型抗がん剤として注目されている。天然物は生物活性の多様性から創薬シーズの探索源として利用されており、新規抗がん剤開発に向けてUPSを阻害する天然物の発見が求められている。
本研究では、UPS阻害物質を網羅的かつ効率的に探索できる独自の評価系を用いた天然物スクリーニングにより、UPS阻害活性を有する天然物を探索し、その作用メカニズムを解明する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we searched for natural products that inhibit ubiquitin-proteasome system by using reporter cell-based assay. We evaluated the ubiquitin-proteasome inhibitory activities of natural products and identified the extract of the fungus Remotididymella sp. isolated from a plant collected in Thailand that inhibit cellular proteolysis. Bioassay-guided isolation of the extract led to the identification of the new polyketides mellains A and B, together with leptosphaerodione and its derivative. Detailed analysis of the isolated compounds revealed that leptosphaerodione inhibits the 20S proteasome activity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ユビキチン-プロテアソームを阻害し、細胞内のタンパク質分解を阻害する化合物は、抗がん剤シーズとしての利用が期待される。本研究では、細胞内のユビキチン-プロテアソームによるタンパク質分解活性を検出できるレポーターアッセイを構築し、天然物エキスをスクリーニングすることで、ユビキチン-プロテアソームシステムを阻害する新規天然物を見出すことに成功した。
本研究によって構築した評価系を用いることで、抗がん剤シーズとなるユビキチン-プロテアソームシステムの阻害薬の発見につながることが期待される。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Cell-based screening of extracts of natural sources to search for inhibitors of the ubiquitin-proteasome system and identification of proteasome inhibitors from the fungus Remotididymella sp.2022

    • Author(s)
      Nishimura Soichiro、Hitora Yuki、Kawahara Teppei、Tanabe Mika、Ogata Eisuke、Kato Hikaru、Srikoon Pattaravadee、Watanabe Takashi、Tsukamoto Sachiko
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 59 Pages: 128566-128566

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128566

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Peniphilones A and B: Azaphilone Alkaloids from the Endophytic Fungus Penicillium maximae2021

    • Author(s)
      Yuhei Koyanagi , Yuki Hitora , Teppei Kawahara , Sachiko Tsukamoto
    • Journal Title

      HETEROCYCLES

      Volume: 102 Issue: 2 Pages: 325-325

    • DOI

      10.3987/com-20-14373

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 阿蘇の植物から単離した真菌が産生するユビキチン-プロテアソームシステム阻害物質に関する研究2022

    • Author(s)
      田邉 美花, 西村 宗一郎, 人羅 勇気, 塚本 佐知子
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Bioactive fungal metabolites for drug discovery2021

    • Author(s)
      Sachiko Tsukamoto, Soichiro Nishimura, Yuki Hitora
    • Organizer
      PACIFICHEM
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 天然物由来プロテアソーム活性化物質の探索2021

    • Author(s)
      西村 宗一郎, 人羅 勇気, 塚本 佐知子
    • Organizer
      第38回日本薬学会九州山口支部大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞評価系を用いたユビキチン-プロテアソームシステム阻害物質の探索と Remotididymella 属真菌から単離したプロテアソーム阻害物質に関する研究2021

    • Author(s)
      西村宗一郎, 人羅勇気, 田邉美花, 小縣栄佐, 塚本佐知子
    • Organizer
      第23回 天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞評価系を用いた真菌由来ユビキチン-プロテアソームシステム阻害物質の探索2021

    • Author(s)
      西村宗一郎、人羅勇気、河原哲平、加藤光、Sirkoon Pattaravadee、渡邊高志、塚本佐知子
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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