Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
核酸高次構造の一つ、グアニン四重鎖（G4）に結合したタンパク質に対して、ユビキチンリガーゼによるポリユビキチン化を誘導するキメラ分子（G4-PROTAC）を創製する。G4はゲノムやRNAのグアニンリッチ配列でしばしば形成され、タンパク質との相互作用を通じて転写や翻訳を制御する。G4は動的に形成される構造であるため、細胞内におけるG4-タンパク質相互作用解析は困難である。一方、ユビキチンリガーゼは標的タンパク質をポリユビキチン化することで、プロテアソーム分解へと誘導する。そこで、G4-PROTACを合成し、G4結合タンパク質がG4と結合した時のみユビキチン化されるシステムを開発する。
グアニン豊富な核酸領域で形成されるグアニン四重鎖（G4）はG4結合タンパク質 (G4BP) と相互作用することで複製、転写、翻訳など重要な生命現象に関与すると考えられている1)。しかし、G4BPがG4に結合することで生じる生物学的機能は不明な点が多い。最近、PhanらはE3（ユビキチンリガーゼ）リガンドで修飾したG4形成オリゴヌクレオチドをHela細胞に導入することでG4BPがプロテアソーム分解されることを報告した2)。本手法では外部から加えたG4がG4BPをリクルートするため、細胞内で自然に形成されたG4に結合するG4BPの機能解析が困難である。そこで本研究では、細胞内でのG4-G4BP相互作用解析を指向し、細胞内G4に結合するG4リガンドに、E3リガンドを連結したG4-PROTACリガンドを開発した。E3ユビキチンリガーゼであるセレブロン (CRBN) のリガンドであるポマリドミドとG4リガンド (L2H2-6OTD) を連結したG4-PROTACリガンド1aを合成した。CRBN結合のネガティブコントロールとなるメチル化ポマリドミドを導入したG4-PROTACリガンド類1bも合成した (Figure 1a)。次に、合成したG4-PROTACリガンド類をHela細胞に添加し、G4BPの一つであるDHX36に着目しそのタンパク質量を定量した。その結果、1aを添加した場合に細胞内のDHX36が顕著に減少することがわかった (Figure 1b)。このことから、細胞内G4に結合したDHX36のG4-PROTACリガンドによる分解が示唆された。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)
Chemical Communications
Volume: 59 Issue: 57 Pages: 8862-8865
10.1039/d3cc02308g
Bioconjugate Chemistry
Volume: 34 Pages: 638-644
10.1021/acs.bioconjchem.2c00569
Biomolecules
Volume: 12 Issue: 1 Pages: 69-69
10.3390/biom12010069
