芳香族炭化水素受容体のユビキチンリガーゼ活性によるプロテインノックダウン法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08340
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 栗原 正明 国立医薬品食品衛生研究所, 有機化学部, 部長 (20205206)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 芳香族炭化水素受容体 / プロテインノックダウン

Outline of Annual Research Achievements

プロテインノックダウン法とは細胞内の任意のタンパク質をユビキチンープロテアソーム系によって意図的に分解する方法である。疾病の原因タンパク質を特異的に分解できれば新しい治療法となる。しかし、プロテインノックダウン法に利用できるユビキチンリガーゼの種類が少なく、プロテインノックダウン法の適用拡大のボトルネックになっている。本研究は芳香族炭化水素受容体（AhR）のユビキチンリガーゼ活性を利用した新規プロテインノックダウン法の開発を行うことが目的である。具体的には、ユビキチンリガーゼタンパク質と標的タンパク質とに結合する分解誘導分子を開発する。
本年度は計画通り、分子設計と合成を行った。
ユビキチンリガーゼ活性を有する芳香族炭化水素受容体（AhR）に結合するリガンド分子（βーナフトフラボン）と分解標的タンパク質（ERα）に結合するリガンド分子（４－ヒドロタモキシフェン）をPEGリンカーで結合した分子を設計した。それぞれのリガンド分子のリンカー結合部分はタンパク質との相互作用に影響しないと考えられる部分を選択した。
設計した分子の合成を行った。βーナフトフラボン部分は既知の合成を応用することで行った。４－ヒドロタモキシフェン部分の合成は以前申請者が行った合成法で行った。（Bioorg Med Chem Lett, 2012, 22, 1793-96）２つのリガンドをPEGリンカーでつなぐことで、目的の分子の合成を達成した。PEGリンカーの長さが違う2種類の分子を合成した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、分子の設計と合成を達成できた。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定通り目的の分解誘導分子の合成が完了したので、さらに標的タンパク質の違う分解誘導分子の設計・合成も行う予定である。標的タンパクとしてはCARBP-II(cellular retinoic acid binding protein II)を計画している。

Causes of Carryover

所属が変わることで、29年度は経費が掛かることが予想されたので、次年度の使用額を多くしたことによる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

所属が変わることで、試薬、器具等あらたにそろえることを計画している。

Research Products

• [Journal Article] Development of a peptide-based inducer of nuclear receptors degradation (2016)
  • Author(s): Demizu, Y., Ohoka, N., Nagakubo, T., Yamashita, H., Misawa, T., Okuhira, K., Naito, M., Kurihara, M.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 26 Pages: 2655-2658
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.04.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of BCR-ABL degradation inducers via the conjugation of an imatinib derivative and a cIAP1 ligand. (2016)
  • Author(s): Demizu Y, Shibata N, Hattori T, Ohoka N, Motoi H, Misawa T, Shoda T, Naito M, Kurihara M.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 26 Pages: 4865-4869
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.09.041
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synthesis and evaluation of raloxifene derivatives as a selective estrogen receptor down-regulator. (2016)
  • Author(s): Shoda, T., Kato, M., Fujisato, T., Misawa, T., Demizu, Y., Inoue, H., Naito, M., Kurihara, M.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem., Volume: 24 Pages: 2914-2919
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2016.04.031.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 芳香族炭化水素受容体を利用したプロテインノックダウン法のメカニズム解析 (2017)
  • Author(s): 藤里卓磨, 正田卓司, 大岡伸通, 井上英史, 内藤幹彦, 栗原正明
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-25 – 2017-03-27
• [Presentation] 選択的エストロゲン受容体分解薬の分子設計 (2017)
  • Author(s): 正田卓司, 藤里卓磨, 三澤隆史, 出水庸介, 井上英史, 内藤幹彦, 栗原正明
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-25 – 2017-03-27
• [Presentation] 長鎖アルキル基を有する新規エストロゲン受容体分解誘導剤の合成と評価 (2016)
  • Author(s): 正田卓司，藤里卓磨，三澤隆史，出水庸介，井上英史，内藤幹彦，栗原正明
  • Organizer: 第42回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-08
• [Presentation] エストロゲン受容体分解誘導剤の分子デザイン (2016)
  • Author(s): 正田卓司，奥平桂一郎，内藤幹彦，栗原正明
  • Organizer: 第20回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • Place of Presentation: 別府
  • Year and Date: 2016-05-30 – 2016-06-01