Development of cell-penetrating E3 ligase ligand and its application to nanoparticle-based degraders.

细胞穿透性 E3 连接酶配体的开发及其在纳米颗粒降解剂中的应用。

• 批准号: 22K15257
• 负责人: 横尾 英知
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: National Institute of Health Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15257/
• 关键词: タンパク質分解剤; PROTAC; ユビキチンリガーゼ; ナノ粒子

タンパク質分解誘導剤PROTACやSNIPERは、標的タンパク質リガンドとユビキチンリガーゼ(E3)リガンドをリンカーを介して結合したキメラ分子であり、新たな創薬モダリティとして期待される。しかし、 細胞膜透過性が低いことが課題となる。細胞膜透過性の最適化には主にリンカー部位が修飾されるものの、標的タンパク質に応じて化合物毎に最適化する必要がある。また、リンカーを持たないPROTACが最も高い活性を示す場合があり、リンカー修飾が常に可能ではないことを見出している。残る修飾部位としてE3リガンドが挙げられるものの、PROTACに適用可能なE3が少ないため、構造や機能の多様性が十分とは言い難い。そこで本研究では、 PROTAC開発において共通性の高いE3リガンド部位に着目し、膜透過性を付与した細胞膜透過性E3リガンドを開発する。特に、本研究ではペプチド型のE3リガーゼリガンドに着目し、細胞膜透過性ペプチドとの組み合わせ等、相加的に機能を設計できる新規E3リガンドの開発を行った。今年度は、オリゴアルギニンを結合したE3リガーゼリガンドペプチドを設計、合成し、得られたペプチドの細胞膜透過性を検討した。その結果、基としたE3リガンドは細胞膜透過性が低い一方で、開発したE3リガンドペプチドはより高い膜透過性を示した。本研究により得られた知見はPROTACの開発に有用となりうる。

蛋白水解诱导剂Protac和Sniper是通过接头结合靶蛋白配体和泛素连接酶（E3）配体的嵌合分子，预计将是新的药物发现方式。但是，问题在于它是低细胞膜渗透性。优化细胞膜渗透性主要涉及修改接头位点，但有必要根据靶蛋白来优化每种化合物。还发现，无连接器的Protac可能表现出最高的活性，并且并非总是可能进行连接器修改。尽管E3配体是其余的修改位点，但很少有E3可以应用于Protac，因此很难说结构和功能的多样性足够。因此，在这项研究中，我们专注于在Protac开发中具有很高共同点的E3配体位点，并开发出具有膜渗透性的细胞膜渗透E3配体。特别是，这项研究的重点是肽型E3连接酶配体，并开发了一种新型的E3配体，可以在其功能中添加添加剂设计，例如与细胞膜可渗透肽结合使用。今年，我们设计并合成了与少聚氨酯结合的E3连接酶配体肽，并检查了所获得的肽的细胞膜渗透性。结果，用作该组的E3配体表现出较低的细胞膜渗透性，而开发的E3配体肽显示出较高的膜渗透性。从这项研究中获得的发现可能对Protac的发展有用。

项目成果

Investigating the cell permeability of proteolysis-targeting chimeras (PROTACs)

研究蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 的细胞通透性

• DOI: 10.1080/17460441.2023.2187047
• 发表时间: 2023
• 期刊: Expert Opinion on Drug Discovery
• 影响因子: 6.3
• 作者: Yokoo Hidetomo;Naito Mikihiko;Demizu Yosuke
• 通讯作者: Demizu Yosuke

膜透過性ペプチドを用いたsiRNAおよびmRNAの細胞内デリバリーキャリアの開発

使用膜渗透肽开发 siRNA 和 mRNA 的细胞内递送载体

• 发表时间: 2023
• 作者: Yokoo Hidetomo;Misawa Takashi;Kato Takuma;Tanaka Masakazu;Demizu Yosuke;Oba Makoto;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;横尾英知，内田智士，大庭誠
• 通讯作者: 横尾英知，内田智士，大庭誠

siRNAの細胞内デリバリーキャリアとなる両親媒性ヘリカルペプチドの開発

开发两亲性螺旋肽作为 siRNA 的细胞内递送载体

• 发表时间: 2022
• 作者: Yokoo Hidetomo;Misawa Takashi;Kato Takuma;Tanaka Masakazu;Demizu Yosuke;Oba Makoto;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，三澤隆史，加藤巧馬，田中正一，出水庸介，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠
• 通讯作者: 横尾英知，内田智士，大庭誠

ナノ粒子型タンパク質分解誘導剤の基盤となる核酸キャリアの開発

开发核酸载体作为纳米颗粒蛋白水解诱导剂的基础

• 发表时间: 2022
• 作者: Yokoo Hidetomo;Misawa Takashi;Kato Takuma;Tanaka Masakazu;Demizu Yosuke;Oba Makoto;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，三澤隆史，加藤巧馬，田中正一，出水庸介，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，大庭誠
• 通讯作者: 横尾英知，大庭誠

Intracellular plasmid dna delivery using helical template conjugated oligoarginine

使用螺旋模板缀合寡精氨酸进行细胞内质粒 DNA 递送

• 发表时间: 2022
• 作者: Yokoo Hidetomo;Misawa Takashi;Kato Takuma;Tanaka Masakazu;Demizu Yosuke;Oba Makoto;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;平野元春，横尾英知，大庭誠，三澤隆史，出水庸介;横尾英知，内田智士，大庭誠;横尾英知，三澤隆史，加藤巧馬，田中正一，出水庸介，大庭誠
• 通讯作者: 横尾英知，三澤隆史，加藤巧馬，田中正一，出水庸介，大庭誠