タンパク質の特異的分解手法が切り拓く創薬化学の新カテゴリー

• 研究課題/領域番号: 23790125
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 創薬化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石川 稔 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 講師 (70526839)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 医薬分子設計 / タンパク質分解 / 創薬化学 / 標的タンパク質 / 神経変性疾患 / 標的分子同定 / タンパク質ノックダウン

研究概要

申請者らが開発したタンパク質ノックダウン法は、ユビキチンリガーゼの1種cIAP1と標的タンパク質の双方に結合する低分子により、標的タンパク質の分解を人工的・特異的に誘導する方法である。本研究では、タンパク質ノックダウン法を応用して、低分子の標的タンパク質の同定法と、異常コンフォメーション特異的な神経変性疾患原因タンパク質の分解誘導の2テーマについて取り組んだ。前者については、標的タンパク質が既知な化合物とcIAP1リガンドを連結した化合物を用いてコンセプト確認を行った。具体的には、細胞株に化合物を処理した後、細胞溶解物を二次元電気泳動し、減少したスポットを質量分析したところ、実際に既知の標的タンパク質が同定できた。次に、標的タンパク質がほとんど未知である生理活性物質とcIAP1リガンドを連結させた化合物を3種合成し、標的タンパク質同定を検討している。一方後者については、異常凝集型タンパク質リガンドとcIAP1リガンドを連結した化合物を2種類合成した。この化合物が、異常凝集型タンパク質の特徴的構造であるポリグルタミンペプチドに結合することを確認した。更に、神経変性疾患患者由来の細胞にこれらの化合物を処理したところ、ポリグルタミン抗体で染色されるタンパク質の量が減少する結果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Double protein knockdown of cIAP1 and CRABP-II using a hybrid molecule consisting of ATRA and IAPs antagonist (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Itoh, Minoru Ishikawa, Risa Kitaguchi, Keiichiro Okuhira, Mikihiko Naito, Yuichi Hashimoto
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 22 ページ: 4453-4457
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double protein knockdown of cIAP1 and CRABP-II using a hybrid molecule consisting of ATRA and IAPs antagonist (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Itoh, M. Ishikawa, R.Kitaguchi, K.Okuhira, M.Naito, Y.Hashimoto
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 22 号: 13 ページ: 4453-4457
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.04.134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double Protein Knockdown of cIAP1 and CRABP-II Using a Hybrid Molecule Consisting of ATRA and IAPs Antagonist (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Itoh, Minoru Ishikawa, Risa Kitaguchi, Keiichiro Okuhira, Mikihiko Naito, Yuichi Hashimoto
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 巻: 22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design, synthesis and biological evaluation of nuclear receptor-degradation inducers (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Itoh, Risa Kitaguchi, Minoru Ishikawa, Mikihiko Naito, Yuichi Hashimoto
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 19 ページ: 6768-6778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific degradation of CRABP-II via cIAP1-mediated ubiquitylation induced by hybrid molecules that crosslink cIAP1 and the target protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiichiro Okuhira, Nobumichi Ohoka, Kimie Sai, Tomoko Nishimaki-Mogami, Yukihiro Itoh, Minoru Ishikawa, Yuichi Hashimoto, Mikihiko Naito
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 585 ページ: 1147-1152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confirmation of molecular planarity disruption effect on aqueous solubility improvement of β-naphthoflavone analogs (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Fujita, 他5名
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 83 号: 11 ページ: 2563-2575
  • DOI: 10.3987/com-11-12352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design, synthesis and biological evaluation of nuclear receptor-degradation inducers (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤幸裕
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 19 号: 22 ページ: 6768-6778
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.09.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of Restriction Enzymes EcoRI, BamHI and HindIII by Phenethylphenylphthalimides Derived from Thalidomide (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Motoshima, Minoru Ishikawa, Yuichi Hashimoto, Kazuyuki Sugita
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 59 号: 7 ページ: 880-884
  • DOI: 10.1248/cpb.59.880
  • NAID: 130000748024
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 査読あり
• [学会発表] 神経変性疾患原因タンパク質分解誘導剤の創製研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 友重秀介、北口梨沙、大金賢司、石川 稔、内藤幹彦、橋本祐一
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 細胞内に局在するタンパク質を標 的としたプロテインノックダウン技術の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奥平桂一郎、大岡伸通、最上(西巻)知子、伊藤幸裕、石川稔、橋本祐一、内藤幹彦
  • 学会等名: 日本薬学会 第133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] タンパク質を特異的に分解する 低分子の創製と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川稔
  • 学会等名: 東京大学分子細胞生物学研究所第17回分生研シンポジ ウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] タンパク質ノックダウン法を利用した新治療戦略と低分子の標的タンパ ク質同定法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川稔、どど孝介、伊藤幸裕、淺沼三和子、佐藤伸一、袖岡幹子、内藤幹彦、橋本祐一
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第7回年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] Development of small molecules that induce IAP-mediated ubiquitylation and proteasomal degradation of target proteins, The Sixth International Conference SUMO, Ubiquitin (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito, Keiichiro Okuhira, Nobumichi Ohoka, Norihito Shibata, Takayuki Hattori, Yukihiro Itoh, Minoru Ishikawa, Yuichi Hashimoto
  • 学会等名: UBL Proteins:Implications for Human Diseases
  • 発表場所: Houston, TX, United States ofAmerica
• [学会発表] Development of Hybrid Small Molecules That Induce IAP-Mediated Ubiquitylation and Proteasomal Degradation of Target Proteins in a Specific Manner (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Naito, K. Okuhira, Y. Demizu, Y. Itoh, M. Ishikawa, N. Ohoka, N. Shibata, T. Hattori, T. Nishimaki-Mogami, M. Kurihara, Y. Hashimoto
  • 学会等名: Cell Symposia: Genetics and Chemistry Sharing a Language of Discovery
  • 発表場所: Cambridge, MA
• [学会発表] Development of small molecules that induce IAP-mediated ubiquitylation and proteasomal degradation of target proteins. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito, Keiichiro Okuhira, Nobumichi Ohoka, Norihito Shibata, Takayuki Hattori, Yukihiro Itoh, Minoru Ishikawa, Yuichi Hashimoto
  • 学会等名: The Sixth International Conference SUMO, Ubiquitin, UBL Proteins: Implications for Human Diseases
  • 発表場所: Houston, USA
• [学会発表] Improvement in solubility of bicyclic molecules focusing on dihedral angle and symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Minoru Ishikawa, Yuichi Hashimoto
  • 学会等名: 243rd American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] 核内受容体を細胞内で選択的 に分解誘導する分子の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北口梨沙、伊藤幸裕、石川稔 、内藤幹彦、橋本祐一
  • 学会等名: 第22回日本レチノイド研究会 学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] Protein Knockdown: Selective Degradation of Target Proteins in Cells Using Methyl Bestatin-ligand Hybrid Molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Minoru Ishikawa, Yukihiro Itoh, Risa Kitaguchi, Shinichi Sato, Mikihiko Naito, Yuichi Hashimoto
  • 学会等名: 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
  • 発表場所: Tokyo, JAPAN
• [学会発表] 核内受容体を細胞内で選択的に分解誘導する分子の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北口梨沙、伊藤幸裕、石川稔、内藤幹彦、橋本祐一
  • 学会等名: 第22回日本レチノイド研究会 学術集会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Development of Hybrid Small Molecules That Induce IAP-Mediated Ubiquitylation and Proteasomal Degradation of Target Proteins in a Specific Manner
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito, Keiichiro Okuhira, Yosuke Demizu, Yukihiro Itoh, Minoru Ishikawa, Nobumichi Ohoka, Norihito Shibata, Takayuki Hattori, Tomoko Nishimaki-Mogami, Masaaki Kurihara, Yuichi Hashimoto
  • 学会等名: Cell Symposia: Genetics and Chemistry Sharing a Language of Discovery
  • 発表場所: Cambridge, MA, United States of America
• [学会発表] タンパク質ノックダウン法を利用した新治療戦略と低分子の標的タンパク質同定法
  • 著者名/発表者名: 石川稔、どど孝介、伊藤幸裕、淺沼三和子、佐藤伸一、袖岡幹子、内藤幹彦、橋本祐一
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第７回年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] タンパク質を特異的に分解する低分子の創製と応用
  • 著者名/発表者名: 石川稔
  • 学会等名: 東京大学 分子細胞生物学研究所 第１７回分生研シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内に局在するタンパク質を標的としたプロテインノックダウン技術の評価
  • 著者名/発表者名: 奥平桂一郎、大岡伸通、最上（西巻）知子、伊藤幸裕、石川稔、橋本祐一、内藤幹彦
  • 学会等名: 日本薬学会 第133年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 神経変性疾患原因タンパク質分解誘導剤の創製研究
  • 著者名/発表者名: 友重秀介、北口梨沙、大金賢司、石川稔、内藤幹彦、橋本祐一
  • 学会等名: 日本薬学会 第133年会
  • 発表場所: 横浜
• [備考] 東京大学 分子細胞生物学研究所 生体有機化学研究分野
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/chem/IMCB-8ken-HP/Index.html