Development of small chemical compounds that specifically inhibit USP-family deubiquitinating enzymes.
Publicly Offered Research
| Project Area | New frontier for ubiquitin biology driven by chemo-technologies |
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| Project/Area Number |
19H05292
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
高橋 宏隆 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (70432804)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 脱ユビキチン化酵素 / USPファミリー / DUB阻害剤 / タンパク質アレイ / コムギ無細胞タンパク質合成系 / 低分子化合物阻害剤 / 脱ユビキチン化酵素タンパク質アレイ / コムギ無細胞系 / ユビキチン |
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| Outline of Research at the Start |
疾患や生物学的重要性が既に報告されているUSP14, USP15, CYLDの３種のUSPファミリーの脱ユビキチン化酵素（DUB）を解析対象とし、先行研究で得られたDUB阻害剤について、上記３つのDUBにより高い特異性を示す化合物をIn silico解析によりデザインし、それらの誘導体を有機合成する。得られた誘導体をもとに、申請者独自の DUBパネルを用いた化合物の生化学的評価、および細胞レベルでの解析により特異的阻害剤の開発を進め、種々の阻害剤を用いて上記3種のUSPに対するシグナル伝達および疾患機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、脱ユビキチン化酵素（DUB)の中でUSPファミリーに属するDUBのみを特異的に阻害する低分子化合物Subquinocinを取得している。そこで本研究では炎症・免疫応答やタンパク質分解に重要な役割を担うUSP14, USP15, CYLDの3種のUSPを解析対象として、Subquinocinの構造展開により、それぞれのUSPに高い特異性を示す低分子化合物の開発を行った。
前年度に研究協力者の理化学研究所の本間 光貴先生との共同研究により、東京大学創薬機構が保有する化合物の中からSubquinocinと類似構造を持つ化合物を320種類選抜した。この320種類の化合物について、既に化合物の評価系が構築されているCYLDとUSP15への阻害効果を調べた結果、阻害活性が非常に高い化合物を２種見出し、UI1, UI2と命名した。SubquinocinのCYLDおよびUSP15への阻害率は10マイクロMでそれぞれ10％、30％だったが、UI1は同濃度でUSP15とCYLDの双方をほぼ100％阻害し、UI2はUSP15を80％阻害する結果だった。さらにこれらの化合物のUSPに対する特異性についてDUBパネルを用いて調べたところ、どちらも複数のUSPを阻害するものの、UI1はUSP15の他にUSP11など限られたUSPのみを阻害することが分かった。さらに、培養細胞を用いてこれらの化合物の効果を評価した。USP15はRIG-I依存的なNF-kB経路活性化を亢進することが報告されているが、UI1、UI2のどちらの化合物もRIG-IによるNF-kB活性化を亢進する結果が得られ、これらの化合物は細胞内のUSP15を阻害している可能性が示唆された。
またDUB阻害剤の選択性を調べるDUBパネルについても、10種類以上のDUBを追加し、より幅広いDUBで化合物の特異性を評価することが可能となった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
