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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ケモテクノロジーを利用したタンパク質分解制御

Planned Research

Project AreaNew frontier for ubiquitin biology driven by chemo-technologies
Project/Area Number 18H05500
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

村田 茂穂  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20344070)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山野 晃史  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (30547526)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywordsプロテアソーム / ユビキチン / ミトファジー / PROTAC / 標的タンパク質分解誘導
Outline of Annual Research Achievements

1. ケモテクノロジーによるプロテアソーム制御:プロテアソームユビキチン受容体Rpn10の立体構造情報に基づき、小ポケットの存在する部位を絞り込み、in silicoスクリーニングを行うことで結合化合物の候補の取得を進めてた結果、複数の候補因子を得ることが出来た。今後これらの化合物についてSPRにより結合・解離の評価を行い、PROTAC化に最適な化合物を剪定していく。
2.栄養環境に応答したプロテアソーム分子集合の動的制御の生理的意義の解明:プロテアソーム分子集合の要であるアセンブリーシャペロンUmp1に結合する化合物を化合物アレイにより取得し、当該化合物投与によりプロテアソーム機能が低下することを細胞レベルで確認した。本化合物は生体内で誘導される内在性物質に高度に類似した化合物であり、生体におけるプロテアソーム機能制御機構の新しい存在を示唆する手がかりを得た
3. ケモテクノロジーによるユビキチン選択的オートファジーの制御:PROTAC/SNIPER技術を用い て、人為的にミトコンドリア外膜タンパク質のユビキチン化およびmitophagyを誘導するシステムの樹立に成功した。また、ユビキチン化タンパク質をオートファ ジーマシナリーへ運ぶデコーダー分子群のユビキチン鎖特異性と基質特異性を明らかにするための、相互作用阻害剤の取得のためのスクリーニング系を実行し、複数の候補因子を取得することが出来た。
4. キメラ化合物による選択的分解誘導系の開発:ユビキチン非依存的な選択的分解誘導法の開発:スクリーニングにより取得済みの化合物とJQ1のキメラ化合物 を作製したが、Brd4の直接分解を誘導出来なかった。項目1で選別した化合物を用いた新しいキメラ化合物の作成へと方針を転換した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The Molecular Mechanisms Governing the Assembly of the Immuno- and Thymoproteasomes in the Presence of Constitutive Proteasomes2022

    • Author(s)
      Watanabe Ayaka、Yashiroda Hideki、Ishihara Satoshi、Lo Megan、Murata Shigeo
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Pages: 1580~1580

    • DOI

      10.3390/cells11091580

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlled Tetradeuteration of Straight‐Chain Fatty Acids: Synthesis, Application, and Insight into the Metabolism of Oxidized Linoleic Acid2022

    • Author(s)
      Watanabe Ayako、Hama Kotaro、Watanabe Kohei、Fujiwara Yuko、Yokoyama Kazuaki、Murata Shigeo、Takita Ryo
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 61 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1002/anie.202202779

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effect of nutrient deprivation on proteasome activity in 4-week-old mice and 24-week-old mice2022

    • Author(s)
      Tanahashi Nobuyuki、Komiyama Moeko、Tanaka Mina、Yokobori Yuta、Murata Shigeo、Tanaka Keiji
    • Journal Title

      The Journal of Nutritional Biochemistry

      Volume: 105 Pages: 108993~108993

    • DOI

      10.1016/j.jnutbio.2022.108993

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 放射線照射が惹起する胸腺上皮細胞の分化不全2023

    • Author(s)
      堀江健太
    • Organizer
      第7回理論免疫学ワークショップ
  • [Presentation] プロテアソーム活性を指標にしたCRISPRスクリーニングによる哺乳類プロテアソーム機能制御因子の網羅的探索2022

    • Author(s)
      川邉明広, 濱崎純, 村田茂穂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 効率的なタンパク質合成にはリボソームタンパク質eS7がユビキチン化と脱ユビキチン化されることが重要である。2022

    • Author(s)
      八代田英樹、竹原由香、松尾芳隆、Xian Zhao, 神垣あかね、松崎哲郎、小迫英尊、稲田利文、村田茂穂
    • Organizer
      第95回日本生化学大会
  • [Presentation] Sorting of amyloidogenic tau repeat domain to the proteasome and microautophagy by ESCRT-I and PTPN-232022

    • Author(s)
      Shoshiro Hirayama, Yusen Men, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, and Shigeo Murata
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Autophagy
  • [Presentation] The ESCRT-I complex mediates proteasomal degradation via PTPN232022

    • Author(s)
      Shoshiro Hirayama, Yusen Men, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, and Shigeo Murata
    • Organizer
      マルチモードオートファジー班会議
  • [Presentation] AIRE leaves footprints on chromatin for immunological self-tolerance2022

    • Author(s)
      Kenta Horie
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会
  • [Presentation] Identification of factors modulating the clearance of aggregate-prone tau by genome-wide CRISPR screening2022

    • Author(s)
      Yusen Men, Shoshiro Hirayama, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, Shigeo Murata
    • Organizer
      Ubiquitin New Frontier International Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ユビキチン様タンパク質FUBIがUFD基質の分解や細胞増殖に関与するメカニズムの解明2022

    • Author(s)
      宗俊吾、藤原歩夢、平山尚志郎、村田茂穂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Analysis of the mechanism by which the ubiquitin-like protein FUBI regulates the degradation of ubiquitinated proteins and cell proliferation2022

    • Author(s)
      Shungo Mune, Ayumu Fujiwara, Shoshiro Hirayama, Shigeo Murata
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] DDI2過剰発現によるプロテアソーム活性亢進マウスにおけるタンパク質恒常性への影響の解析2022

    • Author(s)
      加藤雅和、濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Remarks] 東京大学大学院薬学系研究科蛋白質代謝学教室

    • URL

      https://tanpaku.f.u-tokyo.ac.jp

URL: 

Published: 2023-12-25  

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