Design, synthesis, and utilization of molecular probes for exploring the PROTAC-specific mechanism of targeted protein degradation

分子探针的设计、合成和利用，探索靶向蛋白质降解的 PROTAC 特异性机制

• 批准号: 22K19117
• 负责人: 叶 直樹
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Hoshi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19117/
• 关键词: タンパク質分解誘導薬; PROTAC; 作用機序; プローブ分子; 標的タンパク質分解誘導薬; 作用機序解析; 細胞内挙動解析

タンパク質分解誘導薬の作用機序は、ユビキチン－プロテアソーム系が細胞内タンパク質（生理的基質）を分解する機構に則ったモデルで説明されてきた。一方、ごく最近になって、PROTAC が誘導する標的タンパク質分解は、ユビキチン－プロテアソーム系が生理的基質を分解する過程とは異なる過程を含むことが分かってきた。そこで、本研究では、独自に設計した分子プローブ群を創製し、これらを用いてタンパク質分解誘導薬特有のタンパク質分解誘導機構や細胞内での重要因子の挙動を探索・解明することを目的とした。我々は最近、標的タンパク質（Brd4タンパク質）とE3リガーゼ複合体の基質認識部位（VHLタンパク質）との三者複合体の解析が進んでいるBrd4 タンパク質分解誘導剤 MZ-1を基盤として、Brd4タンパク質分解誘導活性を保持しながら機能性官能基の追加が可能な PROTAC テンプレートを報告した（Bioconjugate Chem. 2022, 33, 142）。更に、これらのPROTAC テンプレートを用いて、蛍光プローブや、近接駆動型標識基を備えたTurn-ON型蛍光プローブ、ビオチン化プローブの創製を実施した。PROTACテンプレートの大量供給法を確立した後、これまでに20種類を超える誘導体を合成し、そのBrd4分解誘導活性を評価した。合成した蛍光プローブについては、培養がん細胞に添加し、その細胞内動態を観察した。以上、上記目的、すなわち、タンパク質分解誘導薬特有のタンパク質分解誘導機構を探索・解明できるプローブ分子の創製と評価を実施した。

The mechanism of action of the decomposition-inducing enzymes of タンパク, the ユビキチン-プロテアソーム system, in the cellsタンパク性 (physiological matrix) をDecomposition するMechanism に日ったモデルで Description されてきた. One side, the most recent one, PROTAC The がinduced する standard タンパク性degradation は, ユビキチン-プロテアソーム system がThe process of decomposing the physiological matrix is different and the process is different. This research is based on the original design of the molecular プローブgroup and the creation of the これらを using the いてタンパク mass decomposition induction The purpose of exploring and elucidating the movement of important factors in the cells that are unique to the inducing mechanism of decomposition of plasma. Recently, I have been targeting the タンパク性 (Brd4 タンパク性) and the E3 リガーゼplex matrix recognition part (VHL タンパク性) and the three-person complex のANALYSIS が んでいるBrd4 The substance decomposition inducing agent MZ-1 base plate and Brd4 substance decomposition inducing activity are maintained and the functional functional group can be added. PROTACテンプレートをreportした (Bioconjugate Chem. 2022, 33, 142). Moreに、これらのPROTACテンプレートを用いて, 荍光プローブや, close proximity movable type marking base を备えたT urn-ON type プ光プローブ, ビオチン化プローブのcreated を実士した. After the establishment of the PROTAC high-volume supply method, the synthesis of 20 kinds of super-containing inducers and the evaluation of the Brd4 decomposition induction activity of PROTAC. Synthesis of light-emitting diodes, culture of cells, and intracellular dynamics of cells. As mentioned above, for the purposes mentioned above, the discovery and explanation of the unique substance decomposition inducing mechanism of すなわち and タンパク inducing substances is the creation and evaluation of the できるプローブmolecule.

项目成果

標的タンパク質分解誘導剤と人工多能性幹分子創製への取り組み

努力创建靶向蛋白质降解诱导剂和诱导多能干分子

• 发表时间: 2022
• 作者: Murata Michio;Matsumori Nobuaki;Kinoshita Masanao;London Erwin;叶 直樹
• 通讯作者: 叶 直樹