2013 Fiscal Year Annual Research Report
ケミカルバイオロジーを利用した人工的ユビキチン修飾システムの開発
Publicly Offered Research
Project Area | New aspect of the ubiquitin system : its enormous roles in protein regulation |
Project/Area Number |
25112521
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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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Research Institution | National Institute of Health Sciences |
Principal Investigator |
内藤 幹彦 国立医薬品食品衛生研究所, 機能生化学部, 部長 (00198011)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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Keywords | ケミカルバイオロジー / プロテインノックダウン / SNIPER |
Research Abstract |
ユビキチンリガーゼ(cIAP1)とエストロゲン受容体(ER)を細胞内で強制的に結合させ、ERのcIAP1によるユビキチン化とプロテアソームによる分解を引き起こす化合物SNIPER(ER)をデザイン・合成し、その活性評価を行った。SNIPER(ER)は想定したメカニズムで乳がん細胞においてERのユビキチン化と分解を引き起こした。また、乳がん細胞はERの分解に引き続いて速やかに細胞死を起こした。詳しい解析の結果、乳がん細胞はERの分解後に多量のReactive Oxygen Species (ROS)を産生し、ネクローシス様の細胞死を起こす事が分かった。プロテアソーム阻害剤MG132はER分解、ROS産生、ネクローシスのすべてを阻害したが、ROSスカベンジャーのNACはER分解を阻害せずROS産生とネクローシスを抑制した。これらの研究成果をまとめて論文発表した。 任意の標識タンパク質をユビキチン化するSNIPERを開発するために、Hisタグと結合するNi-NTAを利用してSNIPER(His)をデザイン・合成した。SNIPER(His)は、in vitroにおいてHisタグ標識タンパク質とcIAP1を架橋する活性を示したが、Ni-NTA部分の親水性が高いため細胞内への透過性が著しく悪い性質を示した。そこでNTAカルボン酸部分のアセチル化等の修飾によりSNIPER(His)の膜透過性を高めるよう種々の検討を行い、細胞内透過性を高めたSNIPER(His)化合物が得られた。 任意のユビキチンリガーゼを使って標的タンパク質を強制的にユビキチン化する実験システムを構築するために、ヘテロ2量体化を利用して標的タンパク質とユビキチンリガーゼを結合させる予備検討を行った。これまでの検討で化合物添加によるヘテロ2量体形成が確認できた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SNIPER(His)の大きな問題であった膜透過性の改善にメドがたち、細胞内にうまく導入できるようになった。またヘテロ2量体形成の実験系構築も順調に進んでいる。
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Strategy for Future Research Activity |
細胞内に導入したSNIPER(His)によるHisタグ標識タンパク質のユビキチン化とその性状について、解析する。またヘテロ2量体形成の実験系についても、ユビキチンリガーゼと標的タンパク質の強制的な結合によりユビキチン化が誘導されるかどうか、形成されるユビキチン鎖の種類、細胞内での標的タンパク質の挙動などについて検討を行う。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Design and synthesis of tamoxifen derivatives as a selective estrogen receptor down-regulator.2014
Author(s)
Shoda, T., Okuhira, K., Kato, M., Demizu, Y., Inoue, H., Naito, M., and Kurihara, M.
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Journal Title
Bioorg Med Chem Lett
Volume: 24
Pages: 87-89
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development of hybrid small molecules that induce degradation of estrogen receptor-alpha and necrotic cell death in breast cancer cells.2013
Author(s)
Okuhira, K., Demizu, Y., Hattori, T., Ohoka, N., Shibata, N., Nishimaki-Mogami, T., Okuda, H., Kurihara, M., and Naito, M.
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Journal Title
Cancer Sci
Volume: 104
Pages: 1492-1498
DOI
Peer Reviewed
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