开发适用于细胞内靶蛋白功能分析的新型化学敲除系统 - 能够快速、可逆地控制靶蛋白表达水平 -

爱媛大学
关西医科大学
V体育

1。背景

蛋白质具有控制生物生理现象的多种功能，并且许多蛋白质的功能在细胞内错综复杂地交织在一起。因此，阐明蛋白质功能有助于理解复杂调节的生理现象，可用于阐明疾病发病机制和识别治疗药物的靶蛋白。控制目标蛋白的丰度是目标蛋白功能分析的有效方法。特别是，使用小分子药物的化学敲低系统作为快速且可逆的敲低系统而引起人们的关注，因为它们可以以依赖于所施用的小分子药物的方式减少靶蛋白的丰度。
　迄今为止，已经使用了许多化学击倒系统，包括使用植物激素生长素的 AID 系统^1）已被开发并使用。然而，还有一些问题需要改进，例如添加到目标蛋白中的氨基酸序列的长度以及需要同时表达蛋白以诱导降解。因此，需要一种改进所添加氨基酸序列长度的化学敲低系统。

2。研究成果

　爱媛大学蛋白质科学中心泽崎龙也教授领导的研究小组与关西医科大学和V体育合作，研究了沙利度胺及其衍生物（免疫调节药物/IMiD²⁾)能够以依赖性方式降解目标蛋白S4D我们开发了一个系统。E3泛素连接酶^3）CRBN^4）诱导降解的蛋白质SALL4的结合区域的映射诱导目标蛋白降解所需28我们已经确定了由氨基酸组成的短标签序列。SALL4我们将降解标签融合到各种蛋白质上，并分析了沙利度胺衍生物降解蛋白质的降解速率、可逆性和选择性。结果，S4D该系统能够快速、可逆地降解细胞内的各种蛋白质，并已被证实可用于分析内源性靶蛋白。它也是沙利度胺代谢物5位置，我们可以更快速、更特异地诱导靶蛋白的降解。从这些结果来看，S4D已证实，通过简单地将短标签序列添加到靶蛋白上，该系统可以以小分子药物依赖性方式快速、选择性地诱导靶蛋白降解，并已证实该系统可用于细胞内信号转导分析等分析。

3涟漪效应

　S4D系统具有很高的诱导降解能力，而目标蛋白降解所需的E3连接酶CRBN在各种人类培养细胞中广泛表达，因此可以说是一种易于使用人类培养细胞分析目标蛋白的化学敲低系统。此外，可以根据所使用的衍生物调节降解强度和选择性，并且由于它是快速且可逆的蛋白质降解，因此可以用于细胞内信号转导的分析。事实上，该论文表明它可以用于分析 NF-kB 信号传导，这对于免疫和炎症反应极其重要。基于这些结果，S4D系统有望广泛应用于与蛋白质功能分析相关的领域。

图 1 SALL4 降解标签对目标蛋白的 IMiD 依赖性降解

4研究体系与支持

　这项研究是与爱媛大学蛋白质科学中心、关西医科大学生物医学科学研究所和V体育工程研究生院合作进行的。
此外，我们还获得了日本学术振兴会（JSPS）科学研究补助金、创新领域研究“基于数学分析的生物信号转导系统的综合理解”、武田科学基金会和日本医学研究与发展机构（AMED）支持药物发现和生命科学研究的基础设施计划（BINDS）“创建适合使用小麦无细胞系统进行结构分析的复杂蛋白质生产和制备技术以及小分子抗体生产技术”的支持。

5。论文标题和书目

标题：IMiD 诱导的 SALL4 降解决定子系统，用于选择性降解目标蛋白
（日文翻译）IMiD 诱导型 SALL4 降解决定子系统，用于选择性降解靶蛋白
作者：山中聪（爱媛大学）、翔也由纪（爱媛大学）、松冈沙耶（爱媛大学）、福田直世（关西医科大学）、柴田哲夫（V体育）、泽崎龙也*（爱媛大学）（*通讯作者）
出版商：Communications Biology
期刊链接：
DOI：101038/s42003-020-01240-5
发布日期：2020 年 9 月 18 日星期五

联系信息

关于研究内容

爱媛大学蛋白质科学中心
非细胞生命科学部
泽崎达也教授
电话：089-927-8530
电子邮件：sawasaki[at]ehime-uacjp

关西医科大学生物医学研究所
福田久世助理教授
电话：072-804-2624　
邮箱：fukudahs[在]hirakatakmuacjp

V体育工学研究生院
纳米医学科学联合系
柴田哲夫教授
电话：052-735-7543
电子邮件：nozshiba[at]nitechacjp

V体育企划公关科
电话：052-735-5647
电子邮件：pr[at]admnitechacjp

*请将每个 [at] 替换为 @。

术语解释

１）化学击倒
　一种使用小分子药物等化学物质诱导目标蛋白质降解并降低其丰度的方法。

２）免疫调节药物/IMiD
　沙利度胺及其衍生物的总称，也称为免疫调节剂。它会导致称为 ikaros 和 aeolus 的蛋白质分解，并在世界各地用于治疗多发性骨髓瘤等血癌。

３）E3 泛素连接酶
　一种导致蛋白质泛素化的酶。细胞内泛素化蛋白质被蛋白酶体降解。

４）CRBN (cereblon)
　一种 E3 泛素连接酶，可与沙利度胺及其衍生物等药物结合，并可被诱导以药物依赖性方式降解结合的蛋白质。