ゴミ箱行きのタンパク質に付箋を付ける~タンパク質分解のための「間接的ユビキチン化」~

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2026-01-29 東京大学

東京大学の研究グループは、特定のタンパク質を細胞内で選択的に分解する新手法「間接的ユビキチン化」を開発した。ユビキチン鎖と標的タンパク質結合ユニットを一体化した分子を用い、ユビキチン化酵素(E3リガーゼ)に依存せず、標的タンパク質を間接的にユビキチン化してプロテアソーム分解へ導くことに成功した。本手法は、従来のPROTAC法で課題となっていたE3リガーゼ依存性や薬剤耐性の問題を回避できる点が特徴である。分解が困難とされてきた“創薬不可能”なタンパク質にも適用可能であり、がんや炎症性疾患、自己免疫疾患などを対象とした新たな創薬基盤技術としての展開が期待される。

ゴミ箱行きのタンパク質に付箋を付ける~タンパク質分解のための「間接的ユビキチン化」~
図1:タンパク質を間接的にユビキチン化する

<関連情報>

標的タンパク質分解のための内因性ユビキチン化機構に依存しない間接ユビキチン化 Indirect ubiquitination independent of endogenous ubiquitination machinery for targeted protein degradation

Takafumi Furuhata,Kazuki Yoshida,Ryoka Fujita,Jotaro Miyamoto,Chiharu Moriyama,Tokiha Masuda-Ozawa,Hikaru Tsuchiya,Yasushi Saeki & Akimitsu Okamoto
Communications Chemistry  Published:29 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42004-026-01895-x

Abstract

Heterobifunctional small degrader molecules that hijack endogenous E3 ubiquitin ligases have attracted attention for the rapid and irreversible knock-down of target proteins via ubiquitination. However, the formation of appropriately oriented E3 ligase–target complexes is required for efficient ubiquitination of the target, which complicates the molecular optimization and leads to acquired drug resistance caused by the loss of E3 ligase activity and mutations at the E3–target interfaces. Here, we report on indirect ubiquitination as a chemical strategy for E3-indepedent ubiquitin-tethering to the target substrate. Comprising a ligand molecule and a ubiquitin moiety, the designed chimeric molecule enables the ubiquitination of the target proteins via non-covalent interactions, which lead to the proteasomal degradation of recombinant Bcl-2 and NF-κB p50, and intracellular endogenous Bcl-2. Indirect ubiquitination offers a design platform for non-covalent tethering of a ubiquitin-based proteolytic modifier to be added in the molecular toolbox for the targeted protein degradation.

生物化学工学
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