PROTAC分子の効率的な改良を可能にする合成手法 ―タンパク質分解医薬の開発を加速―

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2026-03-27 東北大学

東北大学の研究チームは、標的タンパク質を分解する新しい創薬手法であるPROTAC分子の効率的改良を可能にする合成手法を開発した。アトピー性皮膚炎関連タンパク質BRD4を分解するPROTAC「TKP-5」を基盤とし、リンカーに1,3-ブタジイン構造を導入することで、多様な類似分子を迅速に合成できる技術を確立。さらに構造と分解活性の関係を解析し、有効性に重要な要素も特定した。本手法はクリックケミストリーにも応用可能で、創薬や機能性分子設計の効率を大幅に向上させると期待される。

PROTAC分子の効率的な改良を可能にする合成手法 ―タンパク質分解医薬の開発を加速―
図1. 一般的なPROTACsと開発したTKP-5のカタチ

<関連情報>

アルキン二段階戦略:BRD4分解剤としてのTK-285由来PROTACの迅速な生成 Alkyne Two-Phase Strategy: Rapid Generation of TK-285-Derived PROTACs as BRD4 Degraders

Hiroyuki Yamakoshi,Ryo Watanabe,Ryosuke Segawa,Ryosuke Ishihara,Ryo Tachibana,Genki Kudo,Shota Nagasawa,Satoshi Yamanaka,Ayano Ito,Hiroyuki Takeda,Tatsuya Sawasaki,Ryunosuke Yoshino,Takatsugu Hirokawa,Takayuki Doi,Noriyasu Hirasawa,and Yoshiharu Iwabuchi
Journal of Medicinal Chemistry  Published: March 19, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c03771

Abstract

This study introduces a divergent synthetic strategy in linkerology using preassembled linkers to generate structural diversity. The approach was validated by developing bromodomain-containing protein 4 (BRD4)–targeting proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) based on an “alkyne two-phase strategy,” employing the BRD4 inhibitor TK-285 as the binding ligand. In the initial screening phase, alkyne-modified TK-285 derivatives were subjected to click chemistry to optimize linker length and the modification site, leading to the identification of TKP-5 as a potent degrader. TKP-5 exhibited stronger thymic stromal lymphopoietin─more suppressive activity than TK-285 and markedly suppressed IL-33 mRNA expression in a tape-stripping-induced skin injury model. In the subsequent optimization phase, late-stage diversification using 1,3-butadiyne-typed PROTAC intermediates revealed the critical contribution of the triazole moiety, supported by in silico analysis suggesting interaction with Trp81 of BRD4. The strategy is expected to be broadly applicable to modular functional molecules accessible via click chemistry.

有機化学・薬学
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