新規抗癌剤探索を目指した直鎖状ユビキチン識別プローブの作製と活用

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670137
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 徳永 文稔 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (00212069)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: タンパク質 / シグナル伝達 / 酵素 / 免疫学 / バイオテクノロジー / 細胞・ 組織 / 生体機能利用

研究実績の概要

タンパク質のユビキチン化は、時空間特異的な翻訳後修飾の一種で、ユビキチン分子間の結合様式によってタンパク質分解、DNA修復、シグナル伝達、エンドサイトーシスなど多彩な細胞機能を制御する。我々は、ユビキチンのN末端Met1を介する新規「直鎖状ポリユビキチン鎖」を生成するユビキチンリガーゼ(LUBAC)を同定し、LUBACが炎症や免疫応答に重要な転写因子であるNF-κBシグナル経路の活性化を特異的に導くことを見いだした。LUBACの機能不全は癌、自己免疫疾患、炎症性疾患など多くの病態発症に関連する。さらに我々は、脱ユビキチン化酵素であるA20は、7番目のZnフィンガー(ZF7)領域を介して直鎖状ユビキチンに特異的に結合することでLUBAC活性を抑制すること、その機能不全がB細胞リンパ腫発症に関連することを示した。現在のところ、直鎖状ユビキチン鎖特異的プローブとして利用できるセンサーは、A20 ZF7に加えてNEMOのUBANドメイン、HOIL-1LのNZFドメインの3種である。そこで本研究で我々は、これらの直鎖状ユビキチン特異的認識ドメインをセンサープローブとして用い、アルファスクリーン法によって直鎖状ユビキチン鎖とA20 ZF7を用いて、相互作用解析法の構築を行った。さらに、その結合を抑制する物質を、9600種の化合物ライブラリーから探索し、濃度依存的に阻害活性を示す化合物を複数種選択した。

研究成果

• [雑誌論文] Structures of CYLD USP with Met1- or Lys63-linked diubiquitin reveal mechanisms for dual specificity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sato, Eiji Goto, Yuri Shibata, Yuji Kubota, Atsushi Yamagata, Sakurako Goto-Ito, Keiko Kubota, Jun-ichiro Inoue, Mutsuhiro Takekawa, Fuminori Tokunaga and Shuya Fukai
  • 雑誌名: Nat. Strct. Mol. Biol. 巻: 22 ページ: 222-229
  • DOI: 10.1038/nsmb.2970
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel autosomal recessive mutation of DSG4 causes monilethrix through the ER stress response. (2015)
  • 著者名/発表者名: Madoka Kato, Akira Shimizu, Yoko Yokoyama, Kyoichi Kaira, Yutaka Shimomura, Akemi Ishida-Yamamoto, Kiyoko Kamei, Fuminori Tokunaga, and Osamu Ishikawa
  • 雑誌名: J. Invest. Dermatol. 巻: 135 ページ: 1253-1260
  • DOI: 10.1038/jid.2015.12
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 8番目のユビキチン鎖、直鎖状ユビキチン鎖の機能と疾患への関わり： 炎症、免疫応答に重要なNF-κB経路の新しい制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 52 ページ: 716-718
• [学会発表] Linear ubiquitination-mediated NF-κB regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fuminori Tokunaga
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Protein Modifications in Pathogenic Dysregulation of Signaling.
  • 発表場所: 東京大学医科学研究所（東京）
  • 年月日: 2015-01-23
  • 招待講演
• [学会発表] Optineurinの直鎖状ユビキチン結合を介したNF-κB制御と疾患との関連 (2014)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔、石井亮平、中澤世識、石谷隆一郎、濡木理、徳永文稔
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] RISPR/Cas9法を用いたLUBAC欠損細胞の作製とNF-κB活性制御への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤栄治、徳永文稔
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] OptineurinのNF-κBシグナル制御の細胞機構と疾患 (2014)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔、石井亮平、中澤世識、石谷隆一郎、濡木理、徳永文稔
  • 学会等名: 第９回臨床外レス応答学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] 癌抑制遺伝子STK11による細胞死制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野口拓也、熊澤琢也、徳永文稔
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都市）
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] 直鎖状ユビキチン鎖生成を介したNF-κBシグナル制御の分子基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都市）
  • 年月日: 2014-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] 新規LUBACシグナル複合体構成因子の探索と細胞機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔、中澤世識、徳永文稔
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良市）
  • 年月日: 2014-06-30
• [備考] 群馬大学生体調節研究所分子細胞制御分野ホームページ
  • URL: http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/lab/molcb/
• [備考] 群馬大学生体調節研究所ホームページ
  • URL: http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/