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。

蛋白水解诱导剂的作用机理已在一个模型中解释了泛素蛋白 - 蛋白酶体系统降解细胞内蛋白（生理底物）的机制。另一方面，最近已经发现，protac诱导的靶蛋白水解涉及一个与泛素 - 蛋白酶体系统降解生理底物的过程不同的过程。因此，这项研究创建了一组分子探针，这些探针是独特设计的，并将其用于探索和阐明蛋白水解药物独有的蛋白水解诱导机制以及细胞内重要因素的行为。我们最近报道了基于BRD4蛋白水解诱导蛋白MZ-1的Protac模板，该模板一直在进行分析靶蛋白（BRD4蛋白）（BRD4蛋白）和E3连接酶复合物（VHL蛋白）的底物识别位点之间的三方复合物（VHL蛋白），从而添加了功能性的BRIDD4蛋白2个蛋白质构成型构成活性组，3.允许添加功能组。 142）。此外，使用这些Protac模板，我们进行了荧光探针的创建，具有接近驱动的标记组的转式荧光探针以及生物素基化的探针。在建立了Protac模板的质量供应方法之后，迄今已合成了20多种类型的衍生物，并评估了其BRD4降解活性。将合成的荧光探针添加到培养的癌细胞中，并观察到其细胞内动力学。上述目标，即蛋白水解诱导剂的蛋白水解诱导的机制，是为了上述目的而创建和评估的，即探索和阐明蛋白水解诱导的机制，该机制是蛋白水解诱导剂所独有的。

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