Ubiq ui t i n ne w f r o n t ie r
dr iven by

Chemo-technologies

Newsletter
2018-2022年度 文部科学省
科学研究費補助金 新学術領域研究

ケモテクノロジーが拓く
ユビキチンニューフロンティア

4

June 2022

U b i q u i t in new f ront ier
dr i v e n by

Chemo-technologies

代表挨拶

Newsletter
2018-2022年度 文部科学省
科学研究費補助金 新学術領域研究

ケモテクノロジーが拓く
ユビキチンニューフロンティア

June 2022

みなさまお元気でお過ごしのことと存じます。平成30年度に発足した本新学術領域研4

究「ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア」は、早いもので5年目を迎え、いよいよ最終年度となりました。今年度はウィズコロナへの転換によって、国内学会や国際会議の多くがオンサイトで開催予定であり、私自身、今から非常に楽しみにしております。
また、12月には本領域主催の国際シンポジウム “Ubiquitin New Frontier” を東京大学
伊藤謝恩ホールで開催予定ですので、是非多くの方にご参加いただければと思います。
さて昨今、PROTACやオーキシン誘導デグロン法を用いた発表を様々な研究会で耳にするようになりました。また、最近気が付きましたが、各試薬メーカーからPROTAC関連の様々なキットが続々と発売されているようです。標的タンパク質分解誘導法はこの数年で02 代表挨拶佐伯 泰

26 日本学士院賞を受賞
岩井 一宏

03 就任挨拶

27 2021年度日本生化学会奨励賞を受賞
佐藤 裕介（Nature 594, 111-116, 2021）、もう一 つは、ポリグルコ ースのユビキチン 化 です

28 2021年度有機合成化学奨励賞を受賞
林 剛介

化でみられるアミド結合ではなく、エステル結合またはオキシエステル結合によるもので、

東京医科歯科大学 難治疾患研究所 准教授に就任
山野 晃史

05 Essay

AlphaFold2の紹介
深井 周也
09 研究成果

エストロゲン受容体を標的としたデコイ核酸型PROTACの開発
永沼 美弥子、出水 庸介

11 In silicoデザインを活用した強力で選択的な

H-PGDS標的PROTACの創出
横尾 英知、出水 庸介

13 ドラッグライクネスに焦点を当てた

変異ハンチンチン分解PROTACから低分子化合物・疎水性タグへの展開
平井 景梧

16 近位依存性ビオチン化酵素を基盤としたPROTACsおよびMolecular glues依存的な相互作用解析技術の開発
山中 聡士

18 脱ユビキチン化酵素USP8の自己阻害機構の発見〜USP8の活性化機構の解明に向けた大きな一歩〜
柿原 慧遵

21 受賞コメント

日本農芸化学会東北支部 奨励賞を受賞
高岡 洋輔

22 第68回日本ウイルス学会学術集会で29 令和4年度文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）を受賞
佐伯 泰

30 令和4年度文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）を受賞
大竹 史明

31 日本薬学会第142年会学生優秀発表賞を受賞
秋月 慶乃
32 国際会議のお知らせ
33 MEETING REPORTS

新学術領域「ケモユビキチン」
第4回若手主体発表会に参加して
高橋 俊樹

34 新学術領域「ケモユビキチン」第6回領域班会議

完全に市民権を得たといえます。一方、昨年から今年にかけて、ユビキチン化がタンパク質以外でも起こる、という衝撃的な報告がなされました。一つは脂質のユビキチン化で（EMBO J 41, e109700, 2022）。いずれもタンパク質のリジンやメチオニンのユビキチン
従来法では検出が難しかったものです。この非タンパク質のユビキチン修飾が普遍的に起こっているとしますと、ユビキチン化の概念が大きく変わることになります。また、近年のトピックでもある液-液相分離についても、プロテアソームやp62だけではなく、UBQLN2やNEMOもユビキチン依存的に相分離することがわかってきました。このように、ユビキチン
研究は新しい潮流が次々と生まれており、前号の挨拶文で述べたように、さらなる拡大のフェーズに入ったといえます。
本領域においても、出水先生らのデコイ核酸型PROTACやin silicoデザインによる高活性PROTAC、石川先生らの凝集性タンパク質を分解誘導するPROTACなど、領域開始時の提案による研究成果が着実に得られておりますし、山中先生らの近接ビオチン化法によるセレブロン基質の同定法や池田先生らのエステル鎖をもつ分岐型ユビキチン鎖の発見など、公募研究班員による素晴らしい研究成果も得られております。本領域も残り1年ほどでございますが、若手から中堅の先生方のご活躍、ユビキチン研究の拡大による時代の後押しなどを考慮しますと、今後の新しい展開も大きく期待できますので、班員の先生方、関係者の皆様方には、引き続き、ご協力賜りますようお願い申し上げます。

活動報告
前川 大志

36 新学術領域「ケモユビキチン」第6回領域班会議

活動報告（その2）
沖米田 司

39 活動報告東京都医学総合研究所

佐伯泰

41 関連ミーティング・シンポジウム情報
43 編集後記

ポスター賞ダブル受賞

高橋 宏隆、江村 祐希、福嶋 俊明、氷見 雄哉

02

Gr eet ing

東京医科歯科大学 難治疾患研究所 准教授に就任
山野 晃史
2022年1月に東京医科歯科大学 難治疾患研究所 機能分
子病態学分野（主宰：松田憲之 教授）が新しく開設されました。それに伴い同年4月より東京医科歯科大学 難治疾患研究所 機能分子病態学分野の准教授に着任いたしましたので、この場を借りてご報告させていただきます。2014年にアメリカNIHから東京都医学総合研究所（都医学研）の研究員に着任して、気がつけば7年半が過ぎました。都医学研のユビ
キチンプロジェクトが丸ごと異動となったので、独立したわ

写真4 引っ越し1ヶ月後の研究室の様子。
簡単な実験ならできるようになりました。

けではないのですが、研究環境が変わりますので、心機一転という気持ちだけは溢れております。異動を経験されている

写真1 我々の研究室はM&Dタワーの23Fにあります。
右隣は東京医科歯科大学病院です。

写真3 引っ越し直前の医科歯科の研究室の様子。

全くその通り、大変でした。我々は世田谷区から文京区へのの副産物として活性酸素種を産生してしまうため、活性酸素

ミトコンドリア分解の初期過程に必須であります。また、最で、1Fから23Fまでのエレベーター移動を思うと、威圧感を異動なので、移動距離としては大したことがありませんが、種によって障害を受けた損傷ミトコンドリアは細胞にとっ

終的に損傷ミトコンドリアはオートファジー経路で分解さ与えて聳え立っているようにも思えます。ただ、夜の研究室（例えば深井先生の東京から京都のように）都道府県をまたて有害となります。そこで細胞（特に、分化せず生涯使い続れるので、我々の研究はユビキチンとオートファジーのクロからの眺めはタワーマンションに住む都会人の気分を味わ

ぐ移動は想像を超えるご苦労であったと改めて思いました。

ける神経細胞）は、損傷ミトコンドリアを選択的に除去する

ストーク解明にも繋がりました。このクロストークの分子機えます。スカイツリーも綺麗に眺めることができます（写真ケモユビキチン班員の先生方もたくさんおられ、ラボ異動に伴う引っ越し作業が大変であることを聞いておりましたが、アメリカNIHへの留学を機に、損傷ミトコンドリアの分解システムを備えています。我々は、この選択的除去にPINK1

構をケモテクノロジーを利用して解明することができたの2）。引っ越し直前はガランとした研究室（写真3）も1 ヶ月を介した細胞内の品質管理機構を大きなテーマとして研究

やParkin（両タンパク質は遺伝性パーキンソン病の原因遺も新学術領域に加えていただいたおかげだと感謝しておりもすれば、見慣れた風景に変わっていきました（写真4）。

を続けてきました。ご存知の通り、ミトコンドリアは細胞の伝子産物です）が関与することを突き止め、その作用機序をます。現所属になってからは、これまで培ってきた実験手

ケモユビキチンも残りわずかとなりましたが、4月から新生存に必須なオルガネラであり、ATP合成のみならず、アミ解明してきました。PINK1はユビキチンを特異的にリン酸法・解析技術・知識を活かして、さらに幅広く細胞内の品質

しいメンバーも加わりました（写真5）ので、精一杯精進させノ酸や脂質の代謝、カルシウム濃度調節、細胞死に至る種々

化 す る キ ナ ー ゼ で あ り、Parkinは リ ン 酸 化 ユ ビ キ チ ン に管理について展開し、それをヒト疾患の理解に繋げていけれていただきます。今後ともどうぞよろしくお願いいたします。

の役割を担っています。しかし、ある一定の割合でATP合成

よって活性化するE3であるため、ユビキチン化反応は損傷ばと考えています。
研究の紹介ばかりでは愛想がないので、この度の引っ越しと東京医科歯科大学に関連する内容を写真付きで紹介した
いと思います。引っ越しの準備は12月ごろから徐々にスタートさせてきました。新天地に移動後、なるべく早急に研究ができる体制を整えたかったので、研究の合間を縫って、実験器具の梱包作業などを行っていました。引っ越し本番は3/16日と3/17日でしたが、私が新型コロナウイルス感染の濃厚接触者となってしまい、3/3から1週間自宅待機を余儀なくされるという小さなピンチがありました。幸い私はPCR検査の結果、陰性でしたので、ラボ閉鎖は免れました。
都医学研は世田谷区の静かな環境に立地していますが、東京医科歯科大学はJR御茶ノ水駅に隣接しています。朝の通勤時間帯は駅周辺がサラリーマンで溢れていますが、至る所に飲食店を見つけることができるのでアフターワークは楽

写真2

03

研究室から望める夜景。スカイツリーもはっきり見ることができます。

しめそうです。研究室はM&Dタワーの23F（写真1）ですの

写真５ 研究室メンバーの集合写真。

04

E s s ay

AlphaFold2 の紹介
昨年末に山野さんからタンパク質構造予測ソフトウェ

途中で打ち切られます。その場合は最初からやり直しになり

アAlphaFold2に関する記事依頼を受けました。内容は、AlphaFold2の使い方

実際の使い方、試してみた結果と感想、利用する際の注

すでにご存じの方も多いと思いますが、AlphaFold2を開残基くらいまでの印象です。800残基以上の場合は、結合ド

意点など何でもよいということでしたので思いつくまま発したDeepMind社とEMBLのEuropean Bioinformatics

メインだけを抜き出すなどして入力するアミノ酸残基の数をに書き連ねてみます。

Institute（EMBL-EBI）が 共 同 でAlphaFoldデ ー タベース減らす必要があります。これらの制限はGoogle側の計算機（https://alphafold.ebi.ac.uk/）を開設しているので、研究設備に依存するので、計算に割り当てられるGPU（※利用者でよく利用されている生物の持つほとんどのタンパク質の予のパソコンのGPUではありません）のメモリ量が増えたり、計

測構造は検索してダウンロードするだけで利用できます。

算速度が向上すれば、残基数の上限は上がるかもしれません。

AlphaFold2とは？

05

深井 周也（京都大学大学院理学研究科化学専攻 教授）

特集記事としてあちらこちらで解説がされていますが、2022年にはUniProtに登録されている大部分のタンパク質

化学同人の月刊誌「化学」の2022年2月号に掲載されてい（１億種類以上）の立体構造が登録される計画のようなので、る森脇由隆さん（東京大学大学院農学系研究科助教）の解自身でAlphaFold2を使って予測する機会は少なくなるかも説記事が非常によくまとまっています。その記事では、しれません。

「AlphaFold2 はこれまで積み上げられてきた実験データ

AlphaFold2によって高精度にタンパク質の立体 構造がをもとに、機械学習・深層学習を取り入れることでアミノ予測できるようになったわけですが、多くの場合において最酸配列からの立体構造予測を非常に高精度で達成した」と終的に知りたいことは、「タンパク質の立体構造そのもの」

紹介されています。
「非常に高精度」というのは、「第14 回ます。私の経験では、計算が確実に終了するのは合計で800AlphaFold2のインストール
図１．AlphaFold2による複合体構造予測の例
Neurexin-1βのLNSドメインとNeuroligin-3のesterase-likeド
メインは、それぞれの結晶構造はPDBに登録されているが、複合体の立体構造は不明。ただし、Neurexin-1βとNeuroligin-1の複Colabを利用して計算ができなくても、自前の解析環境を整備すれば計算できる場合があります。Linux環境で何らかの解析ソフトをインストールした経験がないとハードル合体の結晶構造はPDBに登録されている。AlphaFold2が生成しが高いかもしれませんが、近くに詳しい人がいれば相談しよりは、「リガンドとの相互作用やそれに伴って誘起される

た５つのモデルのうち、上位３つのモデル（青）は概ね一致。下位2てみて下さい。参考までに必要な計算機のスペックを示して

タ ン パ ク 質 構 造 予 測 精 密 評 価（Critical Assessment of

構造変化」なのではないかと思います。また、この新学術つのモデル（白と黄）は異なっている（左図）。上位のモデルのうちおきます。

protein Structure Prediction; CASP14）コンテストにお領域の研究であれば、ユビキチン化のような翻訳後修飾のいて、予測対象のタンパク質全体の88%について非常に影響も知りたいはずです。あるいは、ある病気の原因とな

精度よく予測がなされ、全体の64%について結晶構造解

る一か所のアミノ酸変異が立体構造に与える影響を知りた

析で求めた構造と同一と見なしてよいレベルで一致して

い か も し れ ま せ ん。現 状 と して は、こ れ ら の 要 望 に（AlphaFold Colab; https://colab.research.google.com/

いた」という結果から判断されていることは頭の片隅に入AlphaFold2は応えることはできません。例外として、リガgithub/deepmind/alphafold/blob/main/notebooks/

最適ですがシリアルATAでも問題ありません）

れ て お い て も よ い か も し れ ま せ ん。森 脇 さ ん は、ンドがタンパク質の場合、すなわち、タンパク質複合体の立AlphaFold.ipynb）のものもありますが、配列解析の専門家

CPUは 最 新のIntel Core iシリーズやAMDのRyzenシAlphaFold2のプログラムが公開されてから即座にソフト

体構造予測に関しては、類似の複合体の既知構造がデータ

で あ るMartin Steineggerさ ん（ソ ウ ル 国 立 大 学）や

リーズ以上、メモリは32 GB以上（できれば64 GB）であ

ウェアのインストールを試み、インストール方法から利用

ベースに存在すれば比較的正しそうな結果を出せる印象で

Sergey Ovchinnikovさん（ハーバード大学）らのグループ

れば問題ないと思います。私の研究室では、クライオ電顕

方 法 ま で の 情 報 を 広 く 公 開 し て い ま す

す（※定 量 的 に 評 価 した わ け で は ありま せ ん）
（図1）。

がより洗 練された方法で複合 体予測を再実装したColab

解析用に三年ほど前に導入したワークステーション（Intel（https://qiita.com/Ag̲smith）。自前の解析環境を整備しDeepMind社は想定していなかったようですが、上述の森Fold（https://colab.research.google.com/github/Xeon W-2123 3.60 GHz, メ モ リ 64 GB，NVIDIA

たい方には必読のサイトです。AlphaFold2は、情報科学、脇さんが、（複合体の結晶構造が既知の）相互作用する二sokrypton/ColabFold/blob/main/AlphaFold2.ipynb）

GeForce RTX 2070，SSD 500 GB）に、故 障 したワー

化学、物理学、生物学など多様な専門分野の研究者で構成

つのタンパク質を30 残基程度のリンカーで人為的につないの方が高速かつ高精度で使い勝手が良いようです。立体構

クステーションから抜き出してあったシリアルATAのSSDされる開発チームによって生み出されたものであり、中でだ配列をAlphaFold2に入力したところ、複合体の立体構造を予測したい複合体を構成するタンパク質のアミノ酸配列

1 TB 3枚でRAID 0を組んだもの（計3 TB）を追 加して、どのようなことが行われているかを理解することは非常造が比較的精度良く予測されました。この発見を発端としを：（コロン）で区切って入力するだけで複合体の立体構造

AlphaFold2用の計算 機としました。AlphaFold2では高にハードルが高いですが、匿名のブログ（horomaryさんてAlphaFold2に複合体予測のオプションが実装されましモデルが出力されます。ホモオリゴマーの場合は、同じ配列

精度の多重配列アラインメントを行うために膨 大な配列のHatenaブログ; https://horomary.hatenablog.com/

た。AlphaFold2による複合体予測の結果はデータベースをオリゴマーの数だけ：で区切って入力すればオリゴマーのデータを用います。その他のデータも含めて合計2.5 TBのentry/2021/10/01/194825）の記事が比較的わかりや化されていませんので、立体構造を知りたい複合体は自身

立体構造を予測してくれます。ただし、Colabの利用には制データを自前の環境にダウンロードする必要があるので、

すく解説されていると感じましたので紹介しておきます。

で計算する必要があります。この時に便利なのがGoogle

限があり、大抵は合計1,000残基までの複合体しか許容さかなり時間がかかります。1日では終わらないと思っておいColaboratory（Colab）です。本 家DeepMind社のサイト

れませんし、計算に時間がかかるとタイムアウトして計算がた方がよいです。所属されている組織によっては、大容量のの一つでは、残基間の相互作用も正確に予測されているように見える（右図）。

●NVIDIA 製 の GPUカ ー ド（安 価 で メ モ リ の 多 い
RTX3060がオススメです。一般的なGPUカードの中ではRTX3090がメモリが最も多いのでベストです）●

4 TB以上のSSDストレージ（インターフェースはM.2が06

E s s ay

人的な感想）。IDRを除いて予測をするのが簡単ですが、実では解決していません。また、本質的に重要な領域、例え際にはIDRの一部が相互作用に関与している可能性もある

ば、機能状態に応じて主鎖や側鎖のコンフォメーション変ので、結合に必要な最小領域を実験で決め、その領域だけ化が生じる領域などは、高いpLDDT値を示したとしても間を複合体 構造予測にかけるのが良い解決策ではないかと違っている例も多く、PDB登録数の多いコンフォーメーショ

思っています、複合体ではありませんが、一回膜貫通型のンに偏った予測がなされたりします。AとBの二つの異なる膜受容体のように細胞外領域と細胞内領域のそれぞれに機状態が知られているタンパク質の立体構造を予測した際に、能ドメインが存在する場合には、細胞内領域と細胞外領域

ある領域はAの状態、別の領域はBの状態といったようなキが相互作用している予測構造が出力されることがあります

メラ構造として予測される例もあるようです。現在では、タ（図３）。この場合でも、細胞内領域と細胞外領域はそれぞ

ンパク質単独の立体構造情報は、それだけではあまり意味れ分けて計算するのがよいと思います。

のあるものとは見なされず、上述した例のように「リガンドとの相互作用とそれに伴って誘起される立体構造変化によ

最後に

図２．AlphaFold2によるホモニ量体の構造予測の例
ヒトOptineurinの部分構造はホモニ量体のコイルドコイルとしてPDBに登録されているが、全長構造は不明。AlphaFoldデータベースでは単量体構造なので二次構造予測程度の情報しか得られない（左図）。ホモ二量体として予測するとあたかも実験的に決定したようなコイル

り、どのように機能が発現しているかを理解できる立体構
造情報」が重要です。その情報を得るには、実験的に立体

AlphaFold2によってタンパク質単独の立体 構造を高精構造を解析するしか方法はありません。タンパク質の構造度で予測できるようになったことはエポックメイキングな出機能相関を理解する上でAlphaFold2は重要なヒントを与来事です。ただし、その予測方法は、物理化学の法則のみ

えてくれますが、答えを示すものではないということを、最に基づいた、所謂、第一原理的な計算に基づくものではあ

後にお伝えしておこうと思います。

りません。タンパク質のフォールディング問題は本来の意味

ドコイル構造が予測されるが、多様な構造が出力される（右図）。PyMOLで温度因子に基づいた色付けを行うと、pLDDTが高い領域を赤色、低い領域を青色とするグラデーションで表示される。

データの転送に制限が設けられている場合もありますので、に重 要な指 標にPredicted aligned error（PAE）がありその点もご注意下さい。

ます（図２）。アミノ酸残基間の距離の推定誤差を示すもの
で、AlphaFoldデータベースでは予測構造の下に表示されAlphaFold2の注意点

07ています。緑で示されているアミノ酸 残 基の組合せでは、残基間距離はほぼ一定で固定されており、白で示されていAlphaFold2を利用する際の注意点は、上海老師の名前

るアミノ酸残基の組合せでは残基間距離が大きく変動するで活動している中国・復旦大学の某教授がnote（個人の経ことを意味します。例えば、左上と右下を結ぶ対角線上に験やノウハウを配信するウェブサイト）にまとめています

緑の正方形が二つ並ぶようなPAEプロットを示すタンパク（https://note.com/hattorim2/）。第１回の「予測の良し

質は、二つのドメインを持ち、それらのドメインが独立に動悪しの判断」では、AlphaFold2が出力した予測構造の評

いて相対配置が変化することが示唆されます。

価方法がわかりやすく記述されています。予測構造におけ

天 然 変 性 領 域（intrinsically disordered region;

る各アミノ酸残基の信頼度（pLDDT）は、出力されたPDB

IDR）は、AlphaFold2ではpLDDTが 低いループ領域としファイルの温度因子の列に書き込まれており（一番右の数て予測されます。これはAlphaFold2の予測精度の高さを値）、AlphaFoldデータベースで表示される立体 構造では示すものだとも言えますし、特定の領域の機能を考える上信頼度の高低を色温度で示しています（高いと青白っぽく、でも重要な手がかりとなると思います。基本的には単量体低いとオレンジっぽい）（図２）。PyMOLなどの分子構造表

タンパク質の構造予測でIDRも含めて計算することは意味示ソフトでは温 度因子（の列に記入されている値）が高いのあることだと考えます。一方、複 合 体 の 構 造 予測ではほど赤く、低いほど青く表示され、AlphaFoldデータベース

IDRが不自然に見える相互作用を示すことがあり、これがの色合いと逆になりますのでご注意下さい。信頼度と同様複合体構造予測の妨げになっている印象です（※非常に個

図３．AlphaFold2による膜受容体の構造予測の例
ヒトEGFR全長の予測構造。PAEプロットは、細胞外領域が複数のドメインで構成されていること、また、ドメイン間に弱い相互作用があることを示唆している。細胞内領域の一部が細胞外領域のドメイン境
界に入り込んだような構造になっているために全体として違和感のある構造になってしまっている。

08

Re a ser c h Re sult

エストロゲン受容体を標的としたデコイ核酸型 PROTAC の開発間を費やし、もどかしさを感じる時もありました。しかし、初めてERα分解活性を確認できた時には、今までにない高揚感を感じたことを鮮明に覚えています。今回、

永沼 美弥子（横浜市立大学大学院 生命医科学研究科 博士後期課程 1 年）
出水 庸介（国立医薬品食品衛生研究所 有機化学部長）

無事に一報まとめることができ、さらには、
Supplementary Journal Cover（図3）に採択して頂きましたことは、ひとえに共発表論文：

著の先生方によるご助言があったからこ

Development of Chimeric Molecules That Degrade the Estrogen Receptor Using Decoy Oligonucleotide Ligands.
Miyako Naganuma, Nobumichi Ohoka, Haruna Tsujimura, Kenji Matsuno, Mikihiko Naito, Takao Inoue, Genichiro
Tsuji, Yosuke Demizu
ACS Medicinal Chemistry Letters 13, 134-139 (2022)

そと感謝しております。特に、国立衛研
大岡伸通室長には化合物の評価にあたり、多大なるご助力を賜りましたことに厚く御礼申し上げます。また、本研究の遂行にあたりご指導いただきました、国立医薬

背景をPOIリガンドとして使用できれば、たクリック反応によって連結し、LCL-ER

品食品衛生研究所 出水庸介部長、辻厳

様々な疾患の発症に関与する標的タン

TFに結合するDNA配列をベースとし（ d e c ）、V H - E R（ d e c ）、P O M - E R

一郎主任研究官、東京大学 内藤幹彦教

パク質が解明され、それらを標的としたてPROTAC設計が容易になると考え（dec）の３種類のPROTACを合成した

多様な創薬手法が開発されてきた。そのた。本コンセプトを証明するために、（図2A）。

中 で も 近 年、PROTAC（Proteolysis-

核内受容体スーパーファミリーの一員

次に、各PROTACのERα結合活性を

Targeting Chimera）に代表されるケミであるエストロゲン受容体α（ERα）

評価するため、競合的な蛍光偏光アッセ

カルプロテインノックダウン法を利用したをTFの モ デ ル と し た デ コ イ 核 酸 型

イにより評価した。その結果、ER（dec）

創 薬 研 究 が 盛 ん に 行 わ れ て い る。

PROTACを設計-合成し、活性評価を

は、IC50＝39.4 nMでERαに 結 合し、まPROTACは、疾患関連タンパク質（POI）

行なった。

た、各PROTACはER（dec）と 同 等 のは、期待通り、UPSを介してERαを分解

PROTACを開発した。本研究で提案した

ERα結合活性を示した（LCL-ER（dec）:

していることが示唆された（図2D）。

デコイ核酸型PROTACによって、標的とを生体内のタンパク質分解機構であるユビキチン-プロテアソームシステム（UPS）

結果

によって分解誘導できる。現在、国内外

図2. （A）設 計-合 成 し たPROTAC（LCL-ER（dec）、VH-ER（dec）、POM-ER（dec））の化学構造。
（B）LCL-ER（dec）、VH-ER（dec）、POM-ER（dec）によるERα分解活性評価（トランスフェクション試薬Lipofectamine RNAiMAXにより細胞内へ導入）。
（C）ERα以外のタンパク質（TF等）への影響評価。
（D）ERα分解のメカニズム解析。

IC50 = 31.2 nM、VH-ER（dec）: IC50 =最後に，ERαシグナル伝達に対してすることが可能なタンパク質の拡大が期はじめに、ERαを標的としたデコイ核

42.7 nM、POM-ER（dec）: IC 5 0 =の影響を評価した。レポータージーン

待できる。今後は、核酸の修飾等により、で精力的に開発されているPROTACであ酸型PROTACの設計を行なった。具体52.6 nM）こ と か ら、デ コ イ 核 酸 のアッセイにより、LCL-ER（dec）はデPROTAC単体での細胞内導入を目指しるが、標的とすることが困難なタンパク質

的には、ERαおよびエストロゲン応答配

PROTAC化はERα結合活性に対し顕著

コイ核酸単体と比較して、ERα依存性た分子設計を目指していきたい。

も存在する。例えば，重篤な疾患に関与

列（DNA）の共結晶X線構造を基に21な影響を与えないことが示唆された。

の転写活性化を有意に阻害したことがする転写因子（TF）は、最適なリガンド

塩基のデコイ核酸（ER（dec））を設計し、続いて、各PROTACのERαに対する明らかとなった。また、細胞増殖抑制が存在しないものも多く、従来の低分子

その5ʼ 末端をアルキン修飾したDNAを分解活性について乳がん細胞株MCF-7

評価より、LCL-ER（dec）によってER

本研究は、修士からの研究テーマとし型PROTACデザインが困難である。

合成した。また、E3リガーゼリガンドには、細胞を用いたウェスタンブロッティング法

α陽性乳がん細胞株MCF-7細胞の増てご提案頂き、一から合成-評価系を立

そこで本研究では、汎用性のあるTF

汎用されている3種類のリガンド（LCL、によって評価した。化合物をトランスフェ

殖が抑制されたことが示された。

ち上げました。初めは、核酸分子を合成

標的PROTAC開発を行うために、POI

VH、Pomalidomide）を選択し、それそクション後、24時間インキュベートし、タ以上、本研究ではTFのひとつである

する設備もなく、取り扱い方法もわから

リガンドにデコイ核酸（DNA）を用い

れにアジド化PEGリンカーを導入した分

ンパク質の発現量を定量した結果、３種

ERαを モ デ ル と し た デ コ イ 核 酸 型

ない上に、評価系の構築にはかなりの時た手法を開発した（図1）。デコイ核酸

子を合成した。これらを、銅触媒を用い

類 のPROTACの 中 で、LCL-ER（dec）

授をはじめ、御指導、御支援を賜りまし
た多くの先生方にこの場を借りて御礼申し上げます。

今後の展望図 3. ACS Medicinal Chemistry
Letters の Supplementary Journal
Cover。

が最も高い分解活性を示し（図2B）、また、ERαを選択的に分解することが示唆された（図2C）。さらに、LCL-ER（dec）
によるERα分解がUPSを介したものであるかを確認するため、プロテアソーム阻害剤（MG132）およびユビキチン（E1）
活性化酵素阻害剤（MLN7243）を用いたウェスタンブロットを行った。阻害剤共
添加時にはERαのタンパク質レベルが減
図1. デコイ核酸型PROTACによるERαの分解誘導。

09

少しなかったことから、LCL-ER（dec）

10

Re a ser c h Re sult

In silico デザインを活用した強力で選択的な
H-PGDS 標的 PROTAC の創出= 17.3 pM）。また、H-PGDSタンパク質の減少は、プロテアソーム阻害剤またはユビキチン活性化酵素阻害剤の共添加により 抑 制 さ れ た こと か ら、PROTAC

横尾 英知（京都府立医科大学 医系化学 助教）、出水 庸介（国立医薬品食品衛生研究所 有機化学部長）（H-PGDS）-6はユビキチン・プロテア
ソームシステムを介してH-PGDSを分解

発表論文：

Discovery of a highly potent and selective degrader targeting hematopoietic prostaglandin D synthase via in silico design.
Hidetomo Yokoo, Norihito Shibata, Akinori Endo, Takahito Ito, Yuta Yanase, Yuki Murakami, Kiyonaga Fujii, Kengo
Hamamura, Yasushi Saeki, Mikihiko Naito, Kosuke Aritake, Yosuke Demizu
Journal of Medicinal Chemistry 64, 15868-15882 (2021)

背景

していることが示唆された。
PROTAC（H-PGDS）-6 の H-PGDS
図3. PROTAC（H-PGDS）-6はH-PGDSタンパク質を選択的に減少させる。
PROTAC（H-PGDS）-6を100 pM
（左）
、
10 nM
（右）
添加し、
プロテーオーム解析によりタンパク質の発現量を測定した結果、
H-PGDSタンパク質のみ減少した。

革新的医薬品モダリティの一つとしてTargeting Chimeras）や SNIPERs

結果（specific and non-genetic

こ れ ま で に 開 発 し たPROTAC

IAP-dependent protein erasers）は、（H-PGDS）-1 は、TFC-007（H-PGDS（Ubiquitin-Proteasome System,
UPS）を利用して、疾病関連タンパク質をンデムマスタグを用いたプロテオーム解析
を遠藤先生、佐伯先生に行っていただいた。その結果、8184個のタンパク質が検出され、PROTAC（H-PGDS）-6の添加

期 待 さ れ るPROTACs（Proteolysis

ユビキチン・プロテアソームシステム

分解に対する選択性を検討するため、タ

図1. PEG5リンカーのPROTAC（H-PGDS）-1（左）、リンカーを持たないPROTAC（H-PGDS）-6（右）とCRBN（橙色）、H-PGDS（緑色）との三者複合体を化学計算した
結果、どちらも妥当な三者複合体が得られた。

分解し、その機能を抑制する。PROTAC

を分子動力学（MD）によって解析した。

によるH-PGDS以外のタンパク質の減少

そ の 結 果、リンカ ー 構 造 を 持 た な いは 観 測 され な かった（P < 0.05, log2

PROTAC（H-PGDS）-6においても妥当

ratio < 1）。特に、他のプロスタグランジ

な三者複合体が得られた（図1）。

ン 合 成 酵 素（PTGES2、PTGES3、

阻 害 剤）とポ マリドミド（セレブ ロン

そこで設計したPROTACを合成し、得AKR1B1）やCRBN結 合 タ ン パ ク 質（CRBN）リガンド）がPEG5リンカーをられた化合物のH-PGDS分解をウエスタ（IKZF1、IKZF3、ARID2、GSPT1、介して結合した構造を有する（Yokoo H,

ンブロットにより評価した（KU812細胞）。

CSNK1A1）においても減少が見られず、

et al. ACS Med. Chem. Lett. 2021,

その結果、リンカーが短くなるにつれてPROTAC（H-PGDS）-6は 高 選 択 的 には、分解過程においてユビキチンリガーゼ

構造を基にした三者複合体の分子モデリせる治療法（エクソン・スキップ治療）と、

12, 236-241）。そこで、化学計算ソフト

PROTAC（H-PGDS）sのH-PGDS分 解

H-PGDSタンパク質を分解することが明（E3）と標的タンパク質との三者複合体

ン グ に よ る 構 造 予 測 は、高 活 性 な病態を抑制して筋肉の質を維持する治療

ウェアMOE（MOLSIS社）を用いて、リ活性が上昇した（図2）。その中でも、リらかとなった（図3）。

を形成し、ポリユビキチン化およびプロテ

PROTACデザインに適用しうる。

法の2種類がある。DMD患者の損傷骨ンカー 長が異なるPROTACとH-PGDS

ンカーを持たないPROTAC（H-PGDS）

最後にin vitroにおけるPGD2 産生抑制

及びCRBNとの三者複合体の安定構造-6は最も強い分解活性を示した（DC50

効果の評価およびDMDのモデルマウスをアソームによる分解を誘導する。三者複

これまでに我々は、造血器型プロスタ

格 筋 に お い て 発 現 す るH-PGDSは、合体の形成段階は分解効率を決める因グランジンD合成酵素（H-PGDS）を標

PGD2を過剰に産生し、PGD受容体を介用いたin vivo評価を行った。KU812細胞子の一つと考えられるため、三者複合体的としたPROTACを世界に先駆けて報した炎症を引き起こす。H-PGDSの機能を用いてPGD2の産生量を測定した結果、の構造情報に基づくPROTACの開発や告した。H-PGDSはデュシェンヌ型筋ジを抑制する「質」的な治療法は有用とな阻害剤（TFC007）と比較して、PROTAC

最適化が行われている。その中でもX線

ストロフィー（DMD）の治療標的としてりうるものの、阻害剤は臨床試験におい（H-PGDS）-6はより効果的にPGD2 産生

結 晶 構 造 情 報 は、強 力 で 戦 略 的 な着目されている。DMDは、X染色体上にて 十 分 な 効 果 が 得 ら れ て い な い。

を抑制した。In vivo評価では、甲状腺ホPROTACの設計に応用されている。しか存在するジストロフィン遺伝子の変異に

H-PGDS分解誘導剤は新たな作用機序

ルモン処理により心肥大が誘導されたしながら、X線解析のためには安定な三よって引き起こされる遺伝性の筋疾患でを有する治療薬として期待される。本研

mdxマウスに対し、PROTAC（H-PGDS）

者複合体を形成できるPROTACが必要ある。男児の約3500人に1人の割合で究 で は、分 子 モ デ リン グ を 用 い て、-6を皮下投与し、TNFα、IL-1β、TGFβであり、さらに、良質な結晶を獲得するに発症し、患者の多くは30歳以前に呼吸

H-PGDS標 的PROTACを 効 率 的 に 設

1、CD11bのmRNA発 現 量を指 標に抑は、相応の技術と労力を要する。一方で、不全や心不全で死亡する。DMDの治療

計・合 成 し、分 解 活 性 の 向 上 お よび

制効果を評価した。その結果、PROTAC

それぞれのリガンドとタンパク質の共結晶法には、主にジストロフィンの量を回復さ

DMD治療薬としての有用性を検討した。

（H-PGDS）-6の 添 加 に よ り、各 々 の
mRNA発現量が抑制され、DMDに対する有用性が示唆された（図4）。
これまでに開発されたPROTAC は分子量が大きく、回転可能結合数が多いな
ど薬らしいとは言い難い。一方で、リンカーを除去したPROTAC（H-PGDS）-6は、他の誘導体と比較して分子量、回転

図2. PROTAC（H-PGDS）sの分解活性をウエスタンブロットにより評価した結果、各化合物は濃度依存的にH-PGDSタンパク質を減少させ、リンカーが短いほど高い活性を示した。

11

図4.
PROTAC（H-PGDS）-6はDMDモデルマウス（mdxマウス）においてH-PGDS阻
害剤（TFC-007）に比べて優位にサイトカインを抑制する。

可能結合数が小さく、薬らしさの観点から優れる。本分子はリンカーを除去する

12

Re a ser c h Re sult

新たな設計の有用性を示し、医薬品候補

立衛研 柴田識人室長のお力添えなしで水性タグ化合物（HyT）を用いた疎水性タ化合物として期待される。

は完遂しえなかった研究です。本研究にグ法が報告されている6。標的タンパク質より得られた化合物は、世界的に見てものリガンドと疎水性構造を連結させたHyT

高活性なPROTACのひとつであり、今後、は、標的タンパク質の表面に疑似的な疎研究の遂行には、いくつものハードル

さらに拡大するユビキチン研究分野にお水性構造を作り出し、これをタンパク質のがあり、問題に直面する度に本領域の先いて、優れた化合物と共に新たなスター

変性と認識したタンパク質品質管理機構

生方を含め多くの方々からご助言、ご支トラインに立てたことを幸運に思います。

によって分解させる手法である。HyTの疎援を賜り、論文を完成させることができま最後になりましたが、本研究を進める

水性構造の認識には分子シャペロンであした（図5）。中でも印象深い場面は、最にあたりご指導いただきました、国立医る heat shock protein 70（HSP70）やも活性の高いPROTAC（H-PGDS）-6の薬品食品衛生研究所 出水庸介部長、柴ウエスタンブロットの結果を得た時です。

田識人室長、第一薬科大学 有竹浩介教

非常に高い活性を示す結果が得られたこ

授、藤井清永教授、東京大学 内藤幹彦とに嬉しくもあり、「本当に正しいデータ

教授、東京都医学総合研究所 佐伯泰プ

今後の展望

Carboxy terminus of Hsp70interacting protein（Uniprot）が関与し

図5. J. Med. Chem.に 掲 載 され た
際のSupplementary cover。

神経細胞に対して高毒性を発揮すること作用させる必要があり、そのためには化合ていると考えられている（図3）6。疎水性で細胞が死に至り、認知機能や運動機能物が血液-脳関門（Blood Brain Barrier,

構造として最も頻繁に利用されているアダの低下など様々な症状が現れ、患者は発BBB）を通過しなければならない。BBB

マンチル基は、E3リガンドよりも低分子量なのだろうか」と疑いも混じりながら興奮

ロジェクトリーダー、遠藤 彬則主任研究したことを覚えています。そうした中、親員をはじめ、御指導、御支援を賜りまし

身かつ冷静にご助言してくださり、洗練さた多くの先生方にこの場を借りて深く御症から15-20年で死に至る（図1）3。こうは脳の微小血管に局在し、細胞間の密着かつ疎水性が高いことから疎水性タグ法

れた技術で多くを検証してくださった国

礼申し上げます。

した凝集タンパク質は、その毒性がタンパ結合や血液への排出トランスポーターとしは中枢薬により適していると考えた。以上

ク質の本来の機能に由来しないため、機て働くP糖タンパク質（P-glycoprotein,を踏まえ本研究では、疎水性タグ法によっ能阻害薬では対処できない事が課題と

P-gp）によって脳組織へ透過できる化合て凝集性タンパク質をノックダウンさせ、なっている。

物を選別している。BBBを通過するために中枢移行性を有する凝集性mHtt分解薬

タンパク質の機能制御の手法の一つに、は化合物が適度な脂溶性を持ち、水素結の創出を目指した（図4）。

低分子化合物を用いたケミカルノックダウ

合受容体/供与体の数を抑え、化合物のン技術がある。標的タンパク質のリガンド

分子量を小さくすることが求められる5。友結果とE3ユビキチンリガーゼのリガンドを連結

重らが見出したPROTAC 3はいずれの条

mHttに 対 するリガンドにつ いては

し た 低 分 子・PROTAC（PROteolysis

件も満たしておらず、BBB透過性が非常

PROTAC 3と同じプローブ 2を採用し、TArgeting Chimera）を用いたケミカルに低い事が予想された。またBBB透過性

ポリエチレングリコールリンカーを介してア

ノックダウン技術は、近年注目を集めていに限らず、PROTACの細胞膜透過性におダマンタンと連結した疎水性タグ化合物

るタンパク質機能制御技術の1つであり、ける課題を解決するために、別のコンセプ

HyT 4を設計・合成した。Hela細胞に対ユビキチン-プロテアソーム系を利用してトで標的タンパク質を分解誘導することがしトランスフェクション 法 を 用 いて

標的タンパク質を分解することが可能とな求められていた。

mHtt-exon1-Q145-EGFP（グルタミン配

ドラッグライクネスに焦点を当てた変異ハンチンチン分解
PROTAC から低分子化合物・疎水性タグへの展開
平井 景梧（東北大学大学院生命科学研究科 博士課程前期２年）
発表論文：

Conversion of a PROTAC Mutant Huntingtin Degrader into Small-molecule Hydrophobic Tags Focusing on
Drug-like Properties
Keigo Hirai, Hiroko Yamashita, Shusuke Tomoshige,* Yugo Mishima, Tatsuya Niwa, Kenji Ohgane, Mayumi Ishii, Kayoko
Kanamitsu, Yui Ikemi, Shinsaku Nakagawa, Hideki Taguchi, Shinichi Sato, Yuichi Hashimoto, and Minoru Ishikawa*
ACS Med. Chem. Lett. 13, 396-402 (2022)

る。当研究室の友重らは、同技術をmHtt

列が145回反復されたmHttのexon1領に対して適用することで既存の創薬技術戦略の課題を解決できると考え、E3リガーゼ

PROTACとは別のアプローチで標的タ発現させ、分解誘導活性を評価した。な

cIAP1のリガンド 1と凝集タンパク質のリ

ンパク質を分解誘導する手法の1つに、疎お、mHttのexon1に含まれるポリグルタ

域と蛍光タンパク質の融合タンパク質）を

ガンド 2を連結したPROTAC 3を用いて背景

ク質Httが凝集しやすくなり発症に至る 。

に相互作用することで神経細胞内におい凝集タンパク質のノックダウンに成功してアルツハイマー病など一部の神経変性

βシート構造に富んだ変性状態の変異型て凝集し蓄積する。このような凝集体、特いる（図2）4。しかし、2つの低分子リガン疾患では、患者の脳組織において凝集性

ハンチンチン（mHtt）タンパク質は、互いに中程度に凝集した可溶性オリゴマーがドを連結した低分子PROTACであっても、

2の変性タンパク質の蓄積が認められ、これ

総じて分子量が大きくなりやすく、また極が発症原因と考えられている 。ポリグル性表面積も大きくなりやすい事から細胞タミン病の1つであるハンチントン病は、ハ膜透過性に乏しいことが危惧される。特にンチンチンをコードするHTT遺 伝 子の

ハンチントン病の原因となる凝集タンパク

CAG反復配列における変異によって引き質は、患者の脳組織の神経細胞内に蓄積起こされる優性遺伝疾患であり、CAG反し細胞毒性を発揮している。よって化合物

1

復配列が35を超えるとハンチンチンタンパ

13

U-Box型 のE3ユ ビ キ チ ン リ ガ ー ゼ

図2. PROTAC 3の構造

図1. 神経変性疾患の発症メカニズム3を患者の脳に移行させ凝集タンパク質に

図3. 疎水性タグ法の作用機序

14

近位依存性ビオチン化酵素を基盤とした PROTACs および
Molecular glues 依存的な相互作用解析技術の開発
山中 聡士（愛媛大学プロテオサイエンスセンター 特定助教）
図4. PROTAC 3と疎水性タグ化合物 4の物理化学的特徴の比較

図5. HyT 4処理によるmHtt凝集体減少
n =3, **: p < 0.01, student t検定

ミン配列の反復回数とmHttの凝集のしや出たもののすべての化合物で分解誘導活がかかりました。私は本研究の前任者ですさは関連するため、145回反復している性が確認された（図6）。化合物4のリンある山下博子博士から引継ぎ研究を進め

本タンパク質は凝集しやすく、モデルとしてカーを短くした化合物4ʼ は化合物4よりもましたが、実験材料や実験器具が変わっ適している。化合物処理24時間後、ライ強い分解誘導活性を示し、疎水性部位をてしまったためか、同じようなきれいなセートのGFP蛍光強度を測定（GFP定量

嵩高くした化合物9は全ての化合物中でデータを再現することに苦労しました。実

A proximity biotinylation-based approach to identify protein-E3 ligase interactions induced by PROTACs andmolecular glues
Satoshi Yamanaka, Yuto Horiuchi, Saya Matsuoka, Kohki Kido, Kohei Nishino, Mayaka Maeno, Norio Shibata,
Hidetaka Kosako, Tatsuya Sawasaki
Nature Communications 13, 183 (2022)

背景

開発によって、これまでに治療薬の標的に法）した結果、10 µMの化合物4処理に最も低い濃度で分解誘導活性を示した。

験を重ね適した評価系を検討した結果、

標的タンパク質を分解誘導することがすることが困難であったタンパク質を標的

よってGFP蛍光強度の低下が見られた。

最 後に、今回見出したHyT化 合 物と遺伝子導入効率やタンパク質検出方法にできるタンパク質分解誘導剤は、疾患をにすることが可能であり、大きな期待が持さらにmHtt-exon1-Q145-EGFPが凝集

PROTAC 3についてCaco-2細 胞 透 過問題があったことが判明し、その原因を引き起こすタンパク質を細胞から除去でたれています。これらの背景から、タンパ

した時に細胞中に見られるGFP蛍光の輝性試験とマウスを用いたin vivo脳移行基により高精度で簡便な評価系を確立できるため “次世代の治療薬” として期待さク質分解誘導剤依存的にE3ユビキチンリ

点の数を、蛍光顕微鏡を用いてカウントし性試験を行った。その結果、HyT 9は高きたことで論文のデータを集めることがでれています。サリドマイドやサリドマイド誘

ガーゼに相互作用するタンパク質を解析た結果、mHttの凝集体が減少している事

いCaco-2細胞膜透過性を示し、マウスきました。また論文のリバイズのための実導体（Immunomodulatory drugs/

することは、タンパク質分解誘導剤の開を確認した（図5）。

を用いたIn vivo 脳移行性試験において

験と修士論文の執筆が重なったこともあ

IMiDs）は、複 合 体 型E3ユビキ チンリ発や臨床応用において極めて重要です。

化合物4のmHtt分解誘導活性をさらはHyT 4ʼ のみが積極的な脳移行性を示

り非常にハードなスケジュールでした。

ガ ー ゼCRL4（Cullin4-RING ubiquitin

これまでに、培養細胞を用いた定量に強めるために、リンカー部位と疎水性構すことが分かった。今後は投与量の検討

ligase）の基質認識サブユニットとして機的質量分析法などによって多くのネオ造を改変し、構造活性相関を検討した。リ

とさらなる構造展開を行い、脳内でも有能するセレブロン（CRBN）へ結合し基

基質および標的タンパク質が見出され析に有用な近位依存性ビオチン化標識

ンカー部位を短縮した化合物4ʼ と、疎水

効濃度に達する投与条件と化合物の創

質特異性を変化させることで、本来基質てきました。また、我々はコムギ無細（BioID）酵 素 と し てAirID（ancestral性部位を改変した化合物 6, 7, 8, 9を合出が求められる。

ではない基質タンパク質（ネオ基質）の胞タンパク質合成系を基盤としたプロ

BirA for proximity-dependent biotin

分解を誘導し、その結果、薬理作用およテインアレイを用いた網羅的な相互作

identification）の開発に成功しました

び副作用に発揮することが明らかとなっ用解析技術を開発し、ネオ基質の同定（Kido et al（2020）eLife）。さ ら に、ています。IMiDsは “分子糊” として機能が可能であることを報告しています

AirID融 合CRBNを 用 い る こ と で、することで、E3ユビキチンリガーゼとネオ（Yamanaka et al（2021）EMBO J）。

IMiDs依存的な標的タンパク質のビオ

基質を近接させ分解誘導することから、

しかしながら、未解明なIMiDsの作用

チン化が可能であることを報告していMolecular glue（分子糊）型のタンパク機序が存在することや、今後多様なタ

ま す（Kido et al（2020）eLife）。こ れ

質分解導剤と呼ばれています。

ンパク質分解誘導剤が開発されることらの背景から、AirIDを用いたタンパク

多発性骨髄腫を中心に、年間約1兆円が予想されることから、ネオ基質や標質分解誘導剤依存的に相互作用する標の規模で利用されているIMiDsの臨床的的タンパク質を解析する技術の開発は的タンパク質を網羅的に解析する評価

成功により、分子糊型のタンパク質分解

極めて重要であります。本研究グルー系の開発を試みました。

誘導剤は多くの疾患の魅力的な化合物とプは、2020年にタンパク質相互作用解

成し、GFP定量法を用いて分解誘導活性評価を行った。24時間処理における分解

苦労した点

誘導活性をGFP定量法を用いて評価した化合物の活性評価に適した評価系や結果、分解誘導活性が現れる濃度に差は実験手法を見つけ出すことに手間と時間

参考文献
1)

Gatchel, J. R.; Zoghb, H. Y.; Diseases of unstablerepeat expansion: mechanisms and common
principles. Nat. Rev. Gene. 2005, 6. 743-755.

2)Reiner, A.; Dragatsis, I.; Dietrich, P. Genetics and
Neuropathology of Huntington's Disease. Int.
Rev.Neurobiol. 2011, 98,325.

3)

Gillian, P. B.; Ray, D.; James, F. G.; Michael, R. H.;
Chris, K.; Blair, R. L.; Martha, N.; Christopher, A. R.;
Rachael, I. S.; Ronald, W.; Edward, J. W.; Sarah, J. T.
Huntington disease. Nat. Rev. Dis. Primers. 2015,
1,15005.

4)

5)

6)

図6. 疎水性タグ化合物の構造活性相関
横軸：DMSOサンプルを基準としたライセート中のGFP蛍光強度

15

発表論文：

(a) Tomoshige, S.; Nomura, S.; Ohgane, K.; Hashimoto,Y.; Ishikawa, M. Discovery of Small Molecules That
Induce the Degradation of Huntingtin. Angew. Chemie- Int. Ed. 2017, 56, 11530–11533;(b) Tomoshige, S.; Nomura, S.; Ohgane, K.; Hashimoto,Y.; Ishikawa, M. Degradation of Huntingtin Mediated bya Hybrid Molecule Composed of IAP Antagonist Linked
to Phenyldiazenyl Benzothiazole Derivative. Bioorg.
Med. Chem. Lett. 2018, 28, 707–710;(c) Yamashita, H.; Tomoshige, S.; Nomura, S.; Ohgane,
K.; Hashimoto, Y.; Ishikawa, M. Application of Protein
Knockdown Strategy Targeting β-Sheet Structure toMultiple Disease-Associated Polyglutamine Proteins.
Bioorg. Med. Chem. 2020, 28, 115175.
H, Fischer.; R, Gottschlich.; A, Seelig. Blood-brain
barrier permeation: molecular parameters governing
passive diffusion. J Membr Biol. 1998, 165, 201-211.
(a) Neklesa, T. K.; Tae, H. S.; Schneekloth, A. R.;
Stulberg, M. J.; Corson, T. W.; Sundberg, T. B.;
Raina, K.; Holley, S. A.; Crews, C. M. Small-Molecule
Hydrophobic Tagging-Induced Degradation of
HaloTag Fusion Proteins. Nat. Chem. Biol. 2011, 7,
538–543.
(b) Gustafson, J. L.; Neklesa, T. K.; Cox, C. S.; Roth,A. G.; Buckley, D. L.; Tae, H. S.; Sundberg, T. B.;
Stagg, D. B.; Hines, J.; McDonnell, D. P.; Norris, J. D.;
Crews, C. M. Small-Molecule-Mediated Degradationof the Androgen Receptor through Hydrophobic
Tagging. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54,
9659–9662.

図1 AirID-CRBNによるIMiDs依存的なネオ基質のビオチン化なっています。さらに現在では、IMiDsのようなE3ユビキチンリガーゼに結合する化合物（E3 バインダー）と標的タンパク
質へ結合する化合物（標的バインダー）を 繋 ぎ 合 わせたキメラ化 合 物 である
PROTACs（Proteolysis targeting
chimeras）型のタンパク質分解誘導剤の開 発 が 精 力 的 に 行 わ れ て い ま す。
PROTACs型のタンパク質分解誘導剤の

図2 質量分析を用いた解析におけるビオチン化タンパク質・ペプチドの濃縮法の検討

16

図3 サリドマイド誘導体の化学構造および質量分析法による特異性の評価

ことが示されました（図5、左）。さら機序の解明や副作用を回避した化合に、BETファミリータンパク質である物開発に繋がることが期待されます。

BRD2、BRD3お よ びBRD4に 対 す る

また、本技術はタンパク質分解誘導剤

PROTACsとして開発されたARV-825

依存的にE3ユビキチンリガーゼへ相依存的なBETファミリータンパク質の互作用するタンパク質を網羅的に解ビオチン化ペプチドを検出することに析する技術であり、相互作用するが分成功しました（図5、右）。これらの結解誘導されないタンパク質がタンパ

果から、AirIDをE3ユビキチンリガー

ク質分解誘導剤の作用にどのようなゼに融合することで、細胞内のタンパ

影響を与えているのかを理解するこ

ク質分解誘導剤依存的に相互作用するとが今後の重要な課題であると考えタンパク質を網羅的に同定・解析できられます。

図5. Indisulamのネオ基質（RBM39）のビオチン化ペプチドの解析（左）およびPROTACs（ARV-825）の標的タンパク質（BRD2/3/4）のビオチン化ペプチドの解析（右）ることが示されました。

結果

ンパク質の中から、IMiDsのネオ基質に今後の展望

本研究では、CRBNのようなE3ユビキ

共通して存在することが知られている

現在、タンパク質分解誘導剤を用いチンリガーゼへAirIDを融合することで、Zinc finger domain（ZNF）を有するタ

た標的タンパク質の機能解析や治療

タンパク質分解誘導剤依存的に相互作用

ンパク質を対象に詳細な解析を行いま薬の開発は大きな研究領域となってする標的タンパク質をビオチン化することした。生化学的な相互作用解析および

お り、今 後 も 様 々 な 分 子 糊 型 お よ びが可能であることを示しました（図1）。ま

培養細胞を用いた解析の結果、サリド

PROTACs型のタンパク質分解誘導剤

ず初めに、タンパク質分解誘導剤依存的

マイド誘導体であるポマリドミド依存が開発されることが予想されます。実にビオチン化されるタンパク質の網羅的的 に ZMYM2（zinc finger MYM-type

際に、多様な疾患を対象に様々なタンな解析のために、質量分析法を用いた評

protein 2）が分解誘導されることを示

パク質分解誘導剤の開発が進んでお価系の構築を試みました。これまでに、スしました（図4、左）。さらに、血液がん

り、いくつかのタンパク質分解誘導剤

トレプトアビジンや抗ビオチン化抗体を用を 引 き 起 こ すZMYM2-FGFR1融 合 タは現在臨床段階にあります。しかしな

いて、ビオチン化タンパク質・ペプチドをンパク質もポマリドミドによって分解

がら、標的タンパク質を細胞内から徹

質量分析法によって網羅的に解析する手誘導されることを明らかにし、本解析底的に除去するというタンパク質分法が開発されています。本研究では、過技術がネオ基質や標的タンパク質の同解誘導剤の強力な作用を考慮すると、剰なビオチンによる競合溶出が可能なア定に有用であることを示しました（図副作用を引き起こす本来の目的ではビジン様タンパク質であるタマビジン

4、右）。

ないタンパク質との相互作用を評価〜USP8 の活性化機構の解明に向けた大きな一歩〜
柿原 慧遵（東京工業大学 駒田研究室 日本学術振興会特別研究員）
発表論文：

Molecular basis of ubiquitin-specific protease 8 autoinhibition by the WW-like domain
Keijun Kakihara, Kengo Asamizu, Kei Moritsugu, Masahide Kubo, Tetsuya Kitaguchi, Akinori Endo, Akinori Kidera,
Mitsunori Ikeguchi, Akira Kato, Masayuki Komada, Toshiaki Fukushima
Communications Biology 4, 1272 (2021)

背景本 研 究 で 着 目 し て い るUbiquitin-

グ 病 患 者 の 下 垂 体 腫 瘍 の 約50 %で2-REVを用いたビオチン化ペプチドの濃最後に、本解析技術がその他のタンすることはとても重要です。実際、本ユビキチン化修飾は、標的タンパク

specific protease 8（USP8）は、細胞

USP8遺伝子に変異が生じていること

縮法が、タンパク質分解誘導剤依存的なパク質分解誘導剤にも利用可能である研究においても、様々なタンパク質が質にユビキチンを付加する「ユビキチ内の様々な小胞輸送経路を制御する脱を報告した。これまでの解析から、こ相互作用解析技術に有用であることを示

か を 確 認 し ま し た。AirID-DCAF15をタンパク質分解誘導剤依存的に相互ン化」と、標的タンパク質からユビキ

ユビキチン化酵素である。USP8は、分の変異によってUSP8は恒常的に高いしました（図2）。さらに、質量分析法によ発 現 す るHCT116細 胞 に お い て、作用することが示唆されました。これ

チンを取り除く「脱ユビキチン化」に

子内に複数のドメイン・モチーフを有活性を持つことが明らかになっている。

る網羅的な解析においても、ネオ基質のIndisulamのネオ基質であるRBM39がらの結果から、本解析技術を利用する

よって制御されている。我々の細胞内しており、これらのドメイン・モチー

しかし、この活性化の分子メカニズム

選択性が評価可能であることが示されまIndisulam依存的にビオチン化されることで、タンパク質分解誘導剤の作用では、ユビキチンリガーゼと脱ユビキ

フを使い分けることで、基質を選択的はよくわかっていない。

した（図3）。また、従 来 のBioID酵 素とチン化酵素の絶妙なバランスによって、に脱ユビキチン化している。一方、現比較して、AirIDによるネオ基質のビオチ

様々なタンパク質のユビキチン化修飾

在に至るまでUSP8の活性制御機構に

結果

ン化はタンパク質分解誘導剤依存性が高が緻密に制御されている。また、近年、

ついては十分に解明されていなかった。

我々は、以前、USP8の酵素活性ドメ

いことが示されました。

これらの酵素の活性の異常が、様々な

最近、我々は、USP8がクッシング病のイ ン（USPド メ イ ン）は 全 長 のUSP8

次 に、AirID-CRBNを 安 定 発 現 す る

疾患の発症に関与することが報告され発症に関与することを明らかにした。

に比べて高い活性を持つという実験結

様々な培養細胞を作成し、質量分析法ている。したがって、これらの疾患のクッシング病は、下垂体腫瘍から副腎果 を 得 て い た。し た が っ て、USP8のによる解析を行いました。その結果、こ発症メカニズムを理解するためには、

皮質刺激ホルモンが過剰に分泌され、USPドメイン以外の領域にUSP8の活れまでに報告のない多くのタンパク質

ユビキチン化修飾を制御する酵素の活

その結果、副腎から糖質コルチコイド

性を抑制するドメインがあると仮説を性が細胞内でどのように制御されていが過剰に分泌されることで起こる内分立てた。

るかを調べることが重要である。

泌疾患である。我々は、以前、クッシン

がIMiDs依存的にビオチン化されることが確認されました。これらの候補タ

17

脱ユビキチン化酵素 USP8 の自己阻害機構の発見

図4. ポマリドミド依存的なZMYM2（左）およびZMYM2-FGFR1（右）のタンパク
質分解

まず、USP8の様々な領域欠損体を18

は恒常的に活性化する。そこで、我々

図1. WW-likeド メ イ ン に よ るUSP8の 自 己 阻 害 機 構。WW-likeド メ イ ン は、
USPドメインのユビキチン結合部位を塞ぎ、USP8の活性を自己阻害する。さらに、
14-3-3は、この自己阻害機構を増強することでUSP8の活性を抑制する。しかし、疾 患 変 異 に よ っ て14-3-3が 結 合 で き な い 場 合、こ の 自 己 阻 害 機 構 は 減 弱 し、USP8が恒常的に活性化する。

ストーリーです。私自身も本領域の班されました。こうした経験から、私は会議をはじめ、国内外の学会に参加す

学会に参加した際は、より多くの研究

は、14-3-3がWW-likeドメインとUSP

挿話

ドメインの相互作用を調節し、USP8

本領域のニュースレターでは、大変る度に色々な仲間と出会いました。特者と交流することを目標にしています。

の活性を抑制すると予想した。解析の多くのことを勉強させてもらっていまに、昨年度冬の分子生物学会では、「夏仲間というのは、時に切磋琢磨し合う

結 果、14-3-3 が 結 合 す る こ と で、す。加えて、都医学研の山野先生が執の若手主体発表会での発表を聞いて、ライバルですが、困難に立ち向かう時、

WW-likeドメインとUSPドメインの相筆されている編集後記、「さて、話は大面白い研究だなと思ったので詳細を聞互いに助け合う存在でもあります。こ

互作用、つまり自己阻害が増強される

きく変わりますが・・・」から始まる週

きに来ました。」と、本領域内の学生がうした仲間に出会うために最適な場所

ことがわかった。逆に、クッシング病

刊少年ジャンプを例にした記事も毎号

私の発表を聞きに来るという出来事がが、学会や班会議だと思います。です

患者でみられる遺伝子変異は14-3-3

非常に楽しみにしています。さて、多ありました。ケモテクノロジーの導入ので、特に学生の皆様は、班会議や若の乖離を引き起こし、WW-likeドメイ

くの週刊少年ジャンプの漫画では、「友により転換期を迎えている本領域の研手主体発表会に積極的に参加し、色々

ンとUSPドメインの相互作用を弱める情」がテーマとして描かれています。

究は、どのテーマも簡単には進められな人に話しかけ、良き仲間を見つけてことが明らかとなった。

旅の道中で仲間と出会い、協力しながない困難さがありますが、共に立ち向

いってはいかがでしょうか。

ら困難に立ち向かっていくという王道かう仲間に出会った思いで大いに励ま

結論
本研究では、USP8の分子中央領域にWW-likeドメインを新たに同定し、このドメインによるUSP8の自己阻害作製し、これらの活性を測定した。そドメインのユビキチン結合部位に相互機構を発見した（図1）。また、14-3-3の結果、分子中央の645番目から684

作用し、その結果、USPドメインのユ

は、WW-likeドメインによる自己阻害番目のアミノ酸領域を欠損させた

ビキチン結合部位を塞いでしまうこと

機構を増強することで、USP8の活性

USP8において、活性の著しい増加ががわかった。

を抑制していることも示唆された。一確認された。そこで、この欠損体のユUSP8のWW-likeドメインとUSPド方、クッシング病患者でみられる遺伝

ビキチン結合能を調べたところ、このメインの間には、14-3-3結合モチーフ

子変異によってこの自己阻害機構は減

欠損体はユビキチンに対して野生型よが存在する。我々は、以前、このモチー

弱し、その結果、USP8は恒常的に活性りも強く結合することがわかった。こフに14-3-3が結合することでUSP8の化することが明らかとなった。

の こ と か ら、USP8の645番 目 か ら

活性が抑制されることを報告した。一クッシング病の治療には、USP8の684番目のアミノ酸領域にUSP8のユ方、クッシング病患者の下垂体腫瘍で活性を阻害することが重要と考えられビキチン結合能を抑制する機能がある見つかったUSP8遺伝子の変異は、こる。今後は、このWW-likeドメインによと考えた。

の14-3-3結合モチーフに集中して生るUSP8の自己阻害機構の知見に基づ

次に、この領域がUSP8のユビキチじている。この変異によって、14-3-3

き、USP8に特異的に作用する低分子ン結合能を抑制する分子機構を調べた。

はUSP8に結合せず、その結果、USP8

阻害剤の探索などを行なっていきたい。

USP8の645番目から684番目のアミノ酸配列を調べた結果、WWドメインと高い相同性を持つことがわかった。
したがって、この領域をWW-likeドメ
インと命名した。一般的に、WWドメ
インはタンパク質間相互作用を担うドメインとして知られる。そこで、我々
は、WW-likeドメインがUSPドメインに作用することで、USP8の活性を自己阻害していると仮説を立てた。様々な 解 析 の 結 果、WW-likeド メ イ ン がUSPドメインに相互作用することが明らかになった。さらに、in silicoの構造解析により、WW-likeドメインはUSP

19

今年度の駒田研究室のメンバー。個性豊かな仲間と共に汗水流して頑張ります。

20

C omment

日本農芸化学会東北支部 奨励賞を受賞
高岡 洋輔（東北大学大学院 理学研究科化学専攻 准教授）

第68回日本ウイルス学会学術集会でポスター賞ダブル受賞
高橋 宏隆、江村 祐希（愛媛大学 プロテオサイエンスセンター）
福嶋 俊明、氷見 雄哉（東京工業大学 科学技術創成研究院）
インタビュアー：山野 晃史

山野：2021年の11月に開かれた第68回日本ウイルス学会
学術集会で、高橋グループと福嶋グループがそれぞれ研究発表を行いました。この学会は、神戸国際会議場を会場として、対面・オンラインのハイブリット形式で行われました。学会による評価の結果、優秀ポスター賞をダブル受賞致しました（写真1）ので、受賞者の皆さんにインタビューします。
そもそも、ユビキチン研究者がなぜウイルス研究をされた

オンライン授賞式の写真のでしょうか？
この度、2021年度 日本農芸化学会東北支部 奨励賞をることを今後も実証していきたい所存です。

受賞させていただきました。2014年東北大に異動後から

当初は山形大学での実地での開催が予定されていまし高橋： 私は10年以上前にシンガポールにポスドク留学して取り組んでいる、植物ホルモンジャスモン酸のシグナル伝

たが、残念ながら支部大会と授賞式は本年度10月9日に、いたのですが、その際にウイルス感染症の研究室に所属し、達機構を解析するケミカルツール開発に関する研究内容

オンラインで実施されました。写真は受賞者・本年度支部

現地で大きな問題となっているデングウイルス（DENV）をです（研究題目：「ジャスモン酸シグナルを解析するペプ

大会世話人の今野先生、支部長の橋本先生で撮ったオンラ

テーマに研究しておりました。DENVや同じフラビウイルス

チド型ケミカルツールの開発」）。ジャスモン酸を始め、植イン撮影会（支部大会で発表した上田研の学生さんにスク科のウイルスは、10,000 塩 基を超えるプラス鎖 一 本 鎖

換えタンパク質として合成し、その活性やユビキチン鎖特異物ホルモンは一つの分子で植物の発生や分化など多岐にリーンショットを撮ってもらいました）と、後日撮った表

RNAゲノムが宿主細胞内で翻訳され、約3,400アミノ酸か性を調べる、というプロジェクトに取り組んできました。脱ユ

わたる活性を引き起こしますが、そのメカニズムは生物に彰状です。授賞式はどちらでもいいですが、そろそろ実地らなる巨大な一本の前駆体タンパク質が作られます。この前

ビキチン化酵素の中でも特にUSPファミリーは総じて分子普遍的なタンパク質間相互作用（PPI）ネットワークに由での学会で酒を酌み交わしながらディスカッションがし

駆体タンパク質は宿主や自身のプロテアーゼにより切断され量が大きく、中には300 kDa近いものもありました。しか来するものです。特にジャスモン酸シグナルでは、この分

たい今日この頃です。最後になりますが、本受賞にあたって、10個の機能的なタンパク質となり、そのうちの７個はウし、コムギ無細胞系を用いることで、100種類程度存在する子がユビキチンリガーゼと転写リプレッサーのPPIを誘起てご推薦いただき、日々ご指導・ご支援いただいている研

イルスゲノム複製のためのタンパク質複合体を形成します。こヒトのDUBのうち、巨大DUBも含め80種類について活性することで、リプレッサーが分解されて様々な遺伝子の転究室主宰者の上田実先生、並びに研究室メンバーに、このの複合体は、別々に合成した７つのタンパク質を後から混ぜ型タンパク質の合成に成功しました。そこで、このDUBの経写が活性化されることで、植物防御や老化が引き起こされ場を借りて厚く御礼申し上げます。どうもありがとうござたり、細胞内でこれらを共発現させても、前駆体タンパク質

験に味を占めて、巨大DUBがいけるならDENVの巨大前駆ます。このシグナル伝達の複雑な点は、リプレッサー・転いました。

が切断され形成された機能的な複合体を再現することはで体タンパク質もいけるのでは？という悪ノリで、当時研究室に

写因子に数十種類以上の遺伝子が絡んでいる点で、私はこきません。一方で、in vitroで前駆体の巨大タンパク質を合配属されたばかりの研究について右も左も分からない江村のような系に、選択的ケミカルツールが有効であると期待成し、自身の活性により個々のタンパク質を作らせた用いた祐希君にこの無謀な挑戦を託したのです。

して研究を行なっています。今回の授賞式では、リプレッ

例はなく、詳細な分子機構については不明な点が多く残ってサーの一部のみを分解する選択的小分子リガンドの開発、います。

並びにリプレッサー／転写因子間のPPIを阻害するステー

山野：なるほど。では、福嶋グループがウイルス研究を始めたきっかけは何でしょうか？

プルペプチドの開発に関する研究を発表させていただき

山野：確かに、こんなに大きいタンパク質を合成するのは大ました。前者は天然のタンパク質分解促進剤に選択性を付変ですよね？

与するものであり、後者はステープルペプチドが植物体内

福嶋： 2020年の春からウイルスの増殖メカニズムに関する研究を始めたのですが、間接的なきっかけはCOVID-19パ

で初めて機能した実例となりました。いずれも本領域内で高橋：本当に難儀なタンパク質でした（笑）。ただ私は本領

ンデミックです。コロナウイルスの増殖にはウイルス遺伝子に活発に議論・研究開発されている基盤技術ですが、これが域において、愛媛大学のコムギ無細胞タンパク質合成技術

コードされたパパイン様プロテアーゼPLproが重要です。

を用いて、ヒトの脱ユビキチン化酵素のほぼ全てを完全長組

2020年のはじめ、新型コロナウイルスのPLproは脱ユビキ

遺伝的冗長性に富んだ植物科学において極めて有効であ21

写真１. 第68回日本ウイルス学会学術集会ポスター賞受賞者
発表の瞬間

表彰状と筆者

22

C omment

チン化酵素として働くのではないかと議論されていました。その点を活かし、ある界面活性剤を添加することで、全長の前駆体しました。しかし、解析を進めたところ、USP8によるGagの脱後、世界各国のグループによって電光石火で研究が進められ、タンパク質だけでなく、自身のプロテアーゼ活性によって自己切

ユビキチン化はウイルス粒子の出芽に影響しませんでした。

このPLproはユビキチン様タンパク質ISG15の切断活性をもち、断されて生成した多くの成熟タンパク質も認められることを見出ウイルスの増殖や宿主免疫システムからの回避に重要な役割をしました。つまり、この前駆体タンパク質は合成されると同時

山野：研究は山あり谷ありですよね。それで、どう進めたので果たしていることが明らかになりました。現在、PLproを標的とに、自身のプロテアーゼによって成熟タンパク質を作り出しておすか。

した抗ウイルス薬の開発も進められていると伺っています。

り、感染細胞内における過程の一部をin vitroで再現することに成功したと言えます。このように、巨大な前駆体タンパク質を

福嶋：レンチウイルスは粒子中にRNAゲノムをもちます。そこで、

山野：コロナウイルスは生存戦略として脱ISG酵素を獲得したの試験管内で活性型タンパク質として合成した例は世界にもほと

ウイルス画分のRNA含量を調べたところ、Gagのユビキチン化ですね。それは薬剤標的としても重要になってきますよね。

んどなく、その成果を評価して頂き、今回のポスター賞受賞となを増やすとRNA含量が増えることを見つけました。まだ研究のりました。

途中ですが、Gagがユビキチン化を受けるとウイルスRNAと結福嶋：はい、実際に多くの人がそう考えているようで、緊急事態
宣言で自宅にこもる中、このようなウイルスの脱ユビキチン化酵合しやすくなり、その結果、ウイルスRNAを含まない粒子（言わ山野：福嶋グループの研究内容についてもお聞かせください。

素に関する研究の急展開を目の当たりにしました。そして、ウイ

写真2. 会場入り口で表彰状を持って写真撮影。江村祐希君（左）と氷見雄哉君（右）に形成されることがわかりつつあります。

ルスの持つ酵素だけでなく、私たちの体の中に備わっている脱ユ

福嶋：2020年の春に、氷見雄哉君が修士1年生として研究室

ビキチン化酵素もウイルスの増殖に何らかの関与をしているのでに入室しました。4月と5月はステイホーム期間だったので、彼とはないかと考えを巡らせました。私たちは、長年、エンドソーム

二人でレンチウイルスとユビキチンに関する過去の文献の調査にタンパク質の選別輸送に関わる脱ユビキチン化酵素USP8の研没頭しました。調べると、レンチウイルス粒子には大量のユビキ

高橋：今回のウイルス学会・学術集会は、全国のウイルス研究

君と氷見君が同席することとなり、思わぬ出会いに話が弾んだ

究を進めています。その過程で、USP8を動物細胞に発現させるチン分子が含まれていることや、ウイルス構造タンパク質Gagが者が集う、ウイルス感染症の国内最大の学会です。今回のポスそうです。表彰式後、高橋先生が「これから万全の感染対策を

レンチウイルスはなぜか力価が低くなることを経験していました。

ユビキチン化を受けていることが明らかにされていました。さら

ター賞は100題以上のポスター演題の中から５名のみが選出さとった上で対面の反省会を行うぞ」と仰ったのには思わず笑っ

そのことから、USP8がレンチウイルスの増殖制御に関わるかもに、Gagのユビキチン化部位を変異させるとウイルスの増殖が抑れる狭き門であり、その名誉ある賞にケモユビキチンから２名がたとか。あいにく氷見君は同席できませんでしたが、夜の街に消しれないと着想したことが、研究開始の直接のきっかけです。

制されることも既にわかっていました。しかし、Gagのユビキチン

選ばれたことは本当に喜ばしいことであり、またウイルス感染症

えていく二人を見送りながらうらやましく思ったと聞いています。

化がレンチウイルスの増殖を促進する分子機構はよくわかっていの領域であってもタンパク質レベルの研究は重要視されているこ

山野：次に、対象となった研究の内容について詳しく伺いたいとませんでした。また、Gagにユビキチンを付加するユビキチンリとを改めて実感致しました。ちなみに受賞式ですが、東京工業

山野：夜の反省会、どんなだったのでしょうね（笑）？さて、今思います。まず、高橋先生の研究についてお聞きします。

ガーゼとしてNEDD4Lが同定されていましたが、脱ユビキチン

大学の氷見さんが「ユビキチン」というワードが入った題名で受回の研究に携わった高橋グループの江村祐希君、福嶋グループ

化酵素は不明でした。

賞していましたが、当の私は自分の指導学生の受賞で舞い上の氷見雄哉君からも受賞の感想を聞かせてください。

参加での受賞で、大変恐縮しています。最終日に現地で表彰式
山野：では次に、受賞の感想をお聞かせください。

があるということでしたので、代表して氷見君が現地に向かうことになりました。表彰式では、同じ班員である高橋先生と江村

高橋：私の研究ではウイルスゲノムRNAの新規合成やウイルス

緊急事態宣言の解除と同時に、早速、USP8がGagの脱ユビ

がっていたこともあり、まさか同じケモユビキチン班員の学生さタンパク質の成熟化などに関わる7つの非構造タンパク質が連キチン化酵素として働くかを調べる実験を始めました。最初は週んとは全く気づかず、完全にスルーでした。後ほど、江村くんか

江村：ありがとうございます。私は学部３年生の秋に研究室配なる2,616アミノ酸・分子量293 kDaの前駆体タンパク質の合にのべ20時間しか実験できないという状況でしたが、予想した

ら「受賞した東工大の人は僕と同じM2で、ユビキチンの研究者

属が決まり、その後に研究テーマ選びの時に、誰しもが日常か

成にチャレンジしました。このタンパク質は単に分子量が大きい

通りの結果が出てきたときには興奮しました。

ですよ」と言われて、そこで初めて「え？駒田研の人やん！」となら耳にするウイルスという言葉に惹かれ、興味本位だけでとにかりました。その後、会場から去ろうとする氷見さんを半ば強引にくやってみたいと思いました。結果論ですが、修士の２年間にコだけでなく、膜貫通領域を有するタンパク質も複数含まれています。これらは細胞内においては他のウイルスタンパク質、特に可

山野：色々と制限されている中での期待通りの結果は喜びもひ引き留めて、一緒に会場入り口で写真を撮らせてもらいました

ロナ禍によるウイルス感染症の猛威を体感したこともあって、ウ

溶化タンパク質をER膜に繋ぎ止めておく足場として機能する重としおですよね。

（写真2）。氷見さんにしてみると、突然に人相の悪い怪しげな人

イルス研究の重要性を直に感じ、このテーマを選んで良かったとから強引に写真撮影させられて、さぞかしびっくりされたかと思感じています。しかしいざ実験を始めた当初は、8,000塩基近く要な役割を担っていますが、ご存知のように組換えタンパク質として合成する場合には、膜貫通領域は不溶化の原因となる厄災

福嶋：はい、やったぞという感じでした。その後は、USP8の活います。今回はコロナ禍のため、残念ながら福嶋先生は来られの遺伝子の発現ベクターへのサブクローニングで悪戦苦闘し、ドメインです。

性を様々な手法で操作してGagのユビキチン化レベルを変化さていなかったのですが、もしコロナ禍でなければケモユビキチン

そこをクリアした後のタンパク合成はさらにハードルが高く、とにせて、レンチウイルスの出芽や感染能にどのような影響が出るかからのW受賞ということで、三宮あたりで４人で楽しく打ち上げ

かく大きい分子量のため、実験ごとに合成量や活性が大きくバを調べました。レンチウイルスが宿主細胞の細胞膜から出芽するができたと思うと非常に心残りです。

ラついてしまい、研究は思うようには進みませんでした。そこにが知られています。ESCRT複合体はエンドソームの多胞体形成

福嶋：この分野に参入したばかりでしたので、ウイルス学の専門なってしまい、研究の進捗状況を考えると本当に焦りました。し高橋：はい。最初に通常の可溶化タンパク質と同じ条件で合成にも重要で、膜切断部位にユビキチン化タンパク質が集積するこ

家のご意見を頂くために、初めて学会に参加しました。多くの先

かし、実験ができない中でこれまでの実験ノートを見直したとこ

しても、全く活性はありませんでした。その後の試行錯誤の結とがESCRT複合体が働くトリガーになります。そこで私たちは、生方から貴重なご意見をいただけただけでなく、幸いにも学会

ろ、実験方法の記載が曖昧で、実験操作の詳細が後からでは分果、翻訳反応に様々なサプリメントを添加できる無細胞系の利Gagのユビキチン化はウイルス粒子の出芽に重要だろうと予想から高く評価され、優秀ポスター賞を頂くことができました。初かりませんでした。そこでノートの書き方を根本的に見直し、イ

山野：分子量が大きいだけでなく、疎水性の高い膜貫通領域を複数持つとなると、合成のハードルはどんどん上がりますよね？

23

ばカラの粒子）が減少し、ウイルスRNAを含んだ粒子が効率的際に、宿主のESCRT複合体と呼ばれる膜切断装置が働くこと追い討ちをかけるように、修士１年からコロナ禍で実験停止と24

C omment

ラストなども多用して実験が再現できるようにしました。その結でした。少ない時間で最大の成果を得られるように、実験の優チン研究者ではありますがウイルス学の発展に少しでも貢献した

今後の研究の発展を楽しみにしております。本日はありがとうご

果、実験のポイントがどこにあるかを把握することができ、再現

先順位をよく考え、段取りを最適化して、時間内に作業を終えらい、そして、ウイルスから学んだことをユビキチン研究に活かしたざいました。

性のある結果を残せるようになりました。そのため実験再開後はれるように工夫しました。学部時代に忙しい飲食店でアルバイト

いと考えています。

着々と実験が進み、最終的にはデングウイルスの前駆体タンパをしていたのですが、その時にやりくりした経験が活きました。

ク質をin vitroで活性型として合成することができました。余談

研究の途中で、予想とは異なる方向に研究が進みはじめました。

ですが、指導教員の高橋先生は「デカいタンパク質も気合いと予想外の実験結果に戸惑いましたが、勉強集中期間で蓄えてい根性で合成できる」といった無茶振りを連発してきましたが、自た背景知識のおかげで結果を多角的に解釈でき、スムーズに仮分の中でいい意味で軽く捉えていたこともあり、楽しんで実験で説を立て直すことができました。制限の多い研究生活でしたが、きたことが結果に繋がったのかもしれません。そして学生最後の最終的には学会で評価され、大変嬉しく思っています。ここまで

年に日本ウイルス学会学術集会で評価して頂いたことは、将来進めることができたのも、駒田先生や福嶋先生をはじめとする研への自信に繋がる貴重な経験になり、とても感謝しています。こ究室の皆さんのサポートのおかげと感謝しています。私は2022の春からウイルス研究とは異なった業種の企業に就職しますが、年の春に修士課程を修了して民間企業に就職しますが、私が携さまざまな業界で逞しく活躍されている卒業生の先輩方を見てわったこの研究を後輩が推し進めてくれることを楽しみにしていいると、この研究生活で学んだことは社会人になっても必ず活きます（写真3）。また、ケモユビキチン班で出会った皆様の今後てくると強く感じています。最後になりますが、研究室のメンバーのご活躍を祈念しております。

山野：面白い視点の感想をありがとうございます。両グループの日本学士院賞を受賞
岩井 一宏（京都大学大学院 医学研究科 教授）
令和３年度の第１１１回日本学士院賞を受賞致しまし

きのものです。井村先生は私の大学院の指導教授、かつ、

山野：お二人の今後の活躍を期待しています。それでは最後に、た。受賞題目は「直鎖状ユビキチン鎖の発見とその炎症

結婚式の媒酌人の労を執っていただいた先生で、私の研あらためて高橋先生、福嶋先生から一言お願いします。

応答制御に関する研究」で直鎖状ユビキチン鎖と唯一の究の経緯をよくご存じの先生です。井村先生から賞状を生成酵素であるLUBACの発見とその生理学的、病理学授与されたのは私にとっては格別の思い出になりました。

にも恵まれてとても充実した研究生活を送ることができ、本当にこの研究室で学べて良かったなと思っています。

高橋、江村、福嶋、氷見：ありがとうございました。

氷見：私は、2020年の春から福嶋先生のいる研究室に参加しました。3月末頃、引越しの翌日には研究室に向かい、新しい環

高橋：今回はユビキチン‒プロテアソーム系が直接関与する研究的研究での受賞です。直鎖状ユビキチン鎖は偶然の発見

もう定年まで３年になりましたが、私の様な年寄りで境で新しい研究に取り組めると胸を躍らせていました。しかし、内容ではなかったのですが、デングウイルスの前駆体タンパク質

で、その発見を契機に病態生理学的な役割まで明らかにもまだサイエンスを通して少しではあっても人類に貢献

1週間ほどで緊急事態宣言が発令されて出校停止になってしまの合成やその後の解析には、同じくプロテアーゼであり巨大タンすることができ、日本学士院賞の受賞に至ったのは本当

できることがあるかもしれないと思いつつ、研究を続けいました。出端を挫かれる思いでしたが、そこから2、3か月の間

パク質であるDUBの合成や生化学的解析のノウハウが色々と活に幸運だったと思っています。研究室に集ってくれた皆ております。また、私の研究室だけではなく、本新学術

は自宅でひたすら過去の論文の調査を行いました。今振り返っ

かせました。またデングウイルスではありませんが、現在の疫病さんの御蔭だと思っています。

領域に集っておられる若い人たちが素晴らしい研究成果てみると、この勉強集中期間はむしろよかったかもしれません。

を引き起こしたSARS-CoV2などのウイルスプロテアーゼの中に

私は内科医として自身のキャリアをスタートさせましを挙げて、世界のユビキチン研究を推進する研究者にと言うのも、このプロジェクトはラボの先輩も詳しくなく、闇雲には、自己プロセッシングだけでなく脱ユビキチン化や脱ISG15化

たが、故あって医師の道ではなく、亡くなった妻ととも育ってくださるのに微力ながら貢献できれば望外の幸せ

手を出してもすぐに壁にぶつかっただろうと思えるからです。出校

活性を持つものもあり、宿主の自然免疫からの忌避などに必須に研究者としての道を歩むことを選択しました。日本学だと思い、もう少し頑張ろうと思います。

停止の解除後も、最初は週に20時間程度しか研究できませんとされています。今後、本領域で培ったDUB研究を、今後様々士院賞の受賞で、研究者としてauthorizeされた様な気なウイルス研究に役立てて行きたいと考えています。

持ちになっています。ようやく、その人生の選択も間違ってなかったのかな、と思える様になりました。

写真3. 後輩からの卒業プレゼントを手にご満悦の氷見雄哉君（右）と彼の熱血指導のもとでこのテーマを引き継ぐ後輩の萩生田健太君（左）。

25

福嶋：今回の学会参加を通じて、ウイルスは宿主細胞のしくみ

新型コロナウイルス感染症蔓延のために前年度の第１をうまくハイジャックして感染を広げていることを深く知りまし１０回日本学士院賞の授賞式が延期になっておりました

た。ユビキチンシステムもウイルスの標的となっています。ウイル

ので、令和３年６月２１日に第１１０回、１１１回の合ス由来のユビキチンリガーゼや脱ユビキチン化酵素が多数存在

同の授賞式が天皇、皇后両陛下のご臨席の下で開催されしますし、宿主側のユビキチン関連酵素がウイルス感染によってました。ただ、従来とは違う形式での授賞式となり、恩制御される例もあります。一方、本研究領域で進めているケモユ

賜賞とエジンバラ公賞の受賞者だけが両陛下に研究内容

ビキチンバイオロジーは、ケミカルツールによってユビキチンシスをご説明する（従来は各受賞者が研究内容のポスターをテムを操作することによりシステムの理解を深めることを目的と作って、両陛下や皇室の方々にご説明する）など、短縮しています。奇しくも、ハイジャックする・操作するという点で、版の授賞式になりました。それでも、大変厳かな授賞式

本領域参加者とウイルスの行為には類似点があります。ユビキチ

で、天皇、皇后両陛下におかれましてもこの授賞式にごンシステムを理解する上で、ウイルスから私たちが学べることは臨席できたことを大変喜んでおられたと伺いました。

まだまだ多いのではないでしょうか。今後も研鑽を積み、ユビキ

写真は井村裕夫日本学士院長から賞状を授与されたと

26

C omment

2021年度日本生化学会奨励賞を受賞

2021年度有機合成化学奨励賞を受賞

佐藤 裕介（鳥取大学大学院工学研究科 講師）
このたび「ユビキチンシグナルの構造生物学」という題になるため、どのようにしてユビキチン鎖を大量調製する

この度、2021年度有機合成化学奨励賞を受賞いたしまであり、疎水性ペプチドに連結することで、その水溶性を向目で2021年度日本生化学会奨励賞をいただき、2021年のかが問題となりましたが、京都大学の白川昌宏先生にした。受賞研究タイトルは「新規ペプチド連結化学に基づく

上させることができます。さらにDNAの2本鎖形成能を利用

11月に開催された第94回日本生化学会大会ではコロナ禍

K63結合型ユビキチン鎖の合成方法を教わり、当時大阪市

タンパク質の精密全合成」です。ペプチド固相合成とペプチすることで、連結するペプチド同士を近接させ、反応加速効のためオンライン形式とはなりましたが受賞講演もさせ

立大学の教授をされていた岩井一宏先生にE1の昆虫細胞ド連結反応を組み合わせてタンパク質を作る「タンパク質化

果も付与することができると予想されました。本研究の結果、ていただきました。大変光栄に存じます。本奨励賞に関連の発現系をいただき、うまくK63結合型ジユビキチンの学合成法」は、20種類の天然アミノ酸以外の様々なアミノペプチド連結反応がDNAの足場効果によって1000倍以上する研究の多くは、私が東京大学定量生命科学研究所（旧

大量調製を行う事ができました（これは深井研究室で2年酸が組み込まれた「人工タンパク質」の作製を可能にします。

加速されること、疎水性のペプチド断片を連結可能であるこ

分子細胞生物学研究所）在籍時に深井周也先生（現京都大後 輩 の 吉 川 さ ん が 頑 張 っ て く れ ま し た）
。最 終 的 にメチル化やアセチル化、リン酸化などの比較的小さな修飾にとを実証し、また3種類のペプチド断片をDNA上で同時に学大学院理学研究科）のご指導のもとで行われたものです。

AMSH-LPとの複合体の構造決定にも成功し、AMSH-LP

加えて、ユビキチン化など分子量の大きな修飾も部位特異的連結可能であることも実証することができました。

深井先生には受賞講演の座長も引き受けていただき、心よがK63結合型ジユビキチンの近位ユビキチンのK63の前に導入可能なので、翻訳後修飾研究とはとても相性の良い

世界中でこれまでに最もよく利用されてきたペプチド連結反り感謝申し上げます。また、受賞対象となった研究は多く

後の配列等を識別することで繋がり方を見分けていると方法です。しかし、その合成法はまだまだ発展途上で、特に応は、NCL（Native Chemical Ligation）ですが、NCLを行の先生方との共同研究により成し得たものです。先生方のいう機構が明らかになりました。

アミノ酸数の多い高分子量タンパク質や膜タンパク質などのうには、C末端にチオエステル構造を有するペプチドの合成がその後も、岩井先生のグループによるLUBACが直鎖状

疎水性タンパク質の合成は未だに困難です。私の研究グルー

必要不可欠です。我々は水中でチオエステルへ効率よく変換

ユビキチン鎖の合成を行うことの発見、数多くの鎖特異的プでは、新たなペプチド連結法の開発やペプチド連結に必要することのできる、「CPI（システイン-プロリン-イミド）ペプチ

本奨励賞は、脱ユビキチン化酵素やユビキチン結合ドな脱ユビキチン化酵素やユビキチン結合ドメインの発見、なチオエステル構造の新規合成法の確立などを通じて、タンド」という新たなチオエステル前駆体分子を開発しました。

メインがどのようにして特定の繋がり方のユビキチン鎖

酵素反応を使ったK48、K63鎖以外のユビキチン鎖の合成

パク質をより効率よく合成する技術の開発を行ってきました。

CPIペプチドは、分子内変換型チオエステル前駆体の中ではを識別しているのかを、結晶構造解析により数多く明らか方法の開発、といったユビキチン研究が世界中で進展して

本稿では、その内容について簡単に紹介させていただきます。

最も迅速かつ高効率でチオエステルへ変換可能であることをにした、という研究で受賞いたしました。私がユビキチン

きました。このため構造解析のターゲットには事欠かず、

分子量の大きいタンパク質を合成するためには、複数のペ明らかにしました。このチオエステル前駆体を用いて、複数種の研究をはじめた2007年頃は、私自身不勉強であったと

多くの先生方のご指導・ご協力のもと数多くの構造解析

プチドを連結する必要があります。しかし、連結回数が多く類のタンパク質の化学的全合成を達成することができました。

いう点もありますがユビキチン鎖の繋がり方で異なるシにも成功し、今回の受賞に繋がりました。15年ほど携なるとその分精製回数も多くなり、その結果合成収率が低

ここまで受賞研究の内容について説明させていただきましグナルを伝達するという事はよく知られておらず、ユビキ

わってきたテーマですが、ユビキチン研究が進展するごと下していまいます。この問題を解決する方法として、複数のたが、これらの研究は、本領域の班員でもある東京大学岡

チン鎖はプロテアソーム分解の目印として機能するシンにさらに奥深い研究ができるようになってきたと思いま

ペプチド断片を精製することなく連結させる「ワンポットペプ

本晃充先生の研究室で私が助教時代に行ったものです。岡

プルな存在だという認識を持っていました。しかし、東京す。今後は分岐鎖などの複雑なユビキチン鎖の認識機構なチド連結法」があります。効率の良いワンポット連結を実現

本先生には、本賞申請時の推薦人にもなっていただいたこと、工業大学の駒田雅之先生に、「ユビキチンはどのリジン残ど未解明の点に取り組み、ユビキチン研究の進展の一助とするためには、ペプチド上の「保護基」を迅速かつ定量的にまた研究をすすめるための素晴らしい環境を用意してくだ

基で連結するかによって機能が異なり、プロテアソームになるよう、より一層邁進いたします。

はずすことが重要なのですが、我々はパラジウムやルテニウ

さったことに厚くお礼申し上げます。また、研究の推進にはよるタンパク質分解のシグナルはK48結合型ユビキチン

ムを中心に持つ有機金属錯体が効率的なワンポット反応に

長きに渡って研究生活を共にしてくれた学生諸氏の弛まぬ鎖で、K63結合型ユビキチン鎖はエンドサイトーシスのシ有用であることを見出しました。これは、有機金属錯体の脱努力が必要不可欠でした。この場を借りて心より感謝いたし

グ ナ ル で あ る。そ し てAMSHと そ の ホ モ ロ グ で あ る

保護活性が非常に高く、また同時に簡単に不活化することます。今後さらに研究を進化させ、ライフサイエンス研究やAMSH-LPはK63結合型ユビキチン鎖を特異的に切断すができる、という特徴のおかげです。本手法は、現状で最も医薬学研究に大きく貢献できるようなケモテクノロジーの開る」、という事を教わり、これは思ってたより奥の深い分

効率の良いワンポットペプチド連結反応の一つであり、5つ発と発展に入魂したいと思います。

野だぞ、と感じた事を覚えています。また、繋がり方を変のペプチド断片をワンポットで連結させた初めての例、またえるだけでユビキチンという1種類のタンパク質を使って200アミノ酸以上からなるタンパク質をワンポット連結で全異なるシグナルを伝達するというのは非常によくできた合成した初めての例となりました。

中には本領域に参画されている方も多く、この場をお借りして厚くお礼を申し上げます。

27

林 剛介（名古屋大学大学院 工学研究科 准教授）

システムですが、酵素やデコーダー分子がどのようにして一方、膜タンパク質などの疎水性タンパク質の合成では、繋がり方を識別しているのかは実際に構造を見てみない

連結するペプチド断片の水溶性の低さが問題となり、連結

とわからないため、構造解析のターゲットとしても非常に反応が行えない場合があります。そこで我々は、DNAを反やりがいのあるテーマでした。結晶構造解析には活性測定

応場として用いたペプチド連結反応を開発することでこの問などの生化学的な実験とくらべてたくさんの試料が必要

題の解決に取り組みました。DNAは高い親水性を持つ分子オンライン授賞式の様子

28

C omment

令和4年度文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）を受賞

令和4年度文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）を受賞

佐伯 泰（（公財）東京都医学総合研究所 プロジェクトリーダー・参事研究員）

大竹 史明（星薬科大学 特任准教授）

この度、令和4年度科学技術分野の文部科学大臣表彰の質量分析計でして、約3 ヶ月間、溶媒からMS2イオンの検この度、（公財）東京都医学総合研究所・佐伯泰領域代表

かになっておらず、ユビキチン研究の謎の一つとされていまし科学技術賞（研究部門）を星薬科大学の大竹史明先生と出限界などユビキチンペプチドの高感度定量のための条件検と共同で、令和4年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科た。私たちは最も主要なユビキチン鎖であるK48鎖とK63鎖共同受賞しました。受賞対象となった業績名は「ユビキ討を繰り返しました。今では世界的なスタンダードとなったユ

学技術賞（研究部門）を受賞しましたことは、身に余る光栄が分岐したK48/K63分岐型ユビキチン鎖を計測し、この分チン修飾の高精度計測によるタンパク質分解機構の研

ビキチン鎖の超高感度絶対定量法（Ub-AQUA/PRM法）をです。この研究は、国立医薬品食品衛生研究所に在職中、東岐鎖が細胞内に豊富に存在すること、炎症シグナル伝達やプ究」です。科学技術賞は、“我が国の科学技術の発展等に確立した時は、これで何とか日本のユビキチン研究に貢献で

京都医学総合研究所・田中啓二先生、佐伯先生との共同研

ロテアソーム依存性タンパク質分解に関わっていることを明ら寄与する可能性の高い独創的な研究又は開発を行った者

きる！と安堵したことを今でも覚えております。その後、大竹先究として開始し、東京都医学総合研究所主席研究員を経て、かにしました。

が対象” でして、このような栄誉ある賞を賜りましたこ

生や松田先生らと化学修飾を受けたユビキチンの発見につな

星薬科大学に異動後も一貫して取り組んだ研究となります。

二つ目に、星薬科大学に異動後の仕事で、標的タンパク質と大変嬉しく存じます。

がりましたし、非常に多くのユビキチン研究者と共同研究を進

田中先生、佐伯先生、京都大学・岩井一宏先生をはじめとし分解誘導法によるタンパク質分解に関わるユビキチンコードと、思い起こしますと、私が真の意味で本格的にユビキチン研

めることができまして、研究の視野を広げることができました。

て多大な御指導を賜りました諸先生方、また研究室の学生のその促進因子を明らかにしました。標的タンパク質分解誘導

究を開始したのは、岩井一宏先生が代表を務められた新学術

また、私自身も、土屋光君ら優秀な研究室スタッフと共に皆さんに深く感謝申し上げます。

法は、薬剤によって標的とユビキチンリガーゼを近接させて標領域研究ユビキチンネオバイオロジーにお誘い頂いたことがCdc48/p97-RAD23-プロテアソーム軸を見出し、ユビキチ

受賞対象となった研究課題は『ユビキチン修飾の高精度計

的のユビキチン化を誘導する技術ですが、ユビキチンコードのきっかけとなります。当時、ハーバード大学のGygi博士らを筆

ン依存的プロテアソームLLPSの発見にもつながりました。

測によるタンパク質分解機構の研究』です。ユビキチン修飾は観点からの分子メカニズムはよくわかっていませんでした。本

頭に海外では質量分析を用いたユビキチン研究が大きく進展

さて、表彰式は残念ながらオンラインでの参加となり多様な生命現象に関わっており、その異常は神経変性疾患や研究では、標的タンパク質分解の促進因子としてTRIP12、形

しておりました。岩井先生は、日本のユビキチン研究の今後のましたが、式典の中で、末松信介文部科学大臣から、日本

がん、免疫疾患など様々な疾病に深く関与します。加えて、ユ成されるユビキチンコードとしてK29/K48分岐鎖を見出し、発展のためには、ユビキチンに特化した質量分析解析技術がが科学技術立国として多様な研究者が腰を据えて研究にビキチンを利用した疾患原因タンパク質の分解誘導（標的タ

標的タンパク質分解誘導における固有の分子メカニズムを明必要とお考えになり、私に声がかかったわけです。あまり深く打ち込めるように環境を整備していきたい、というお言

ンパク質分解誘導法）が次世代型の創薬コンセプトとして脚

らかにしました。

考えず引き受けてしまったのですが、〇千万円もする質量分析

葉がございました。今回、私が受賞できた理由はまさに光を浴びています。しかしながら、分子作用機序の全貌には計を実際に手にして、初めて事の重大さに気が付きました。研

そこでして、私自身が素晴らしい環境でじっくりと研究不明な点が多く残されています。

究費の原資は当然、国民の皆様の血税ですので、研究期間のをさせて頂けたということに尽きると思います。改めて

本研究では、ユビキチン修飾を計測する技術を開発し、そンパク質分解誘導法のメカニズムの解明は、がんなどの疾病

5年間で〇千万円とすると、どれだけのデータと論文を出したではございますが、日本のユビキチン研究の環境を整備の結果、タンパク質分解を駆動する新たな分子メカニズムのに対する創薬に貢献し、大きな波及効果を有することが期待

らペイできるのか真剣に悩みました。運が良かったのは、手にし、現在のユビキチン研究の発展にご尽力くださった田一端を発見しました。その中で、私が行った研究は主に２つあされます。今後は、今回の受賞研究をさらに発展させていきた

したのがThermo社のQ Exactiveという質量分析計だったこ

中啓二先生、岩井一宏先生に深く感謝したいと思います。

ります。一つ目に、枝分かれしたユビキチン鎖（分岐型ユビキ

いと思います。幸い、星薬科大学では元気で優秀な学生さんとです。新製品だったのですが、四重極−四重極−Orbitrap

また、研究室の皆様、共同研究者の皆様にも心から感謝

チン鎖、分岐鎖）の計測技術開発による細胞内機能の解明でたちに恵まれました（写真）。タンパク質分解を担うコードの（QqOrbi）の構成の定性解析も定量解析もできる高分解能

申し上げます。

す。当時、細胞内にどの程度の分岐鎖が存在するのかは明ら全貌解明を目指して研究を進めたいと思っています。

本研究で解明した選択的タンパク質分解の分子メカニズム
は、神経変性疾患などの疾病の理解につながり、また標的タ

質量分析計を囲んで（左から土屋研究員、大竹先生、新井さん、佐伯）。この質量分析計は2018年10月に東大薬・村田研に移設となりました。今も現役とのことです。

29

30

C ommentInter nat i onal c onf er enc e

日本薬学会第142年会学生優秀発表賞を受賞
秋月 慶乃（星薬科大学大学院薬学研究科 大竹史明研究室 修士1年）

新学術領域研究ケモユビキチン主催国際会議

Ubiquitin New Frontier “from Neo-Biology to Targeted Protein Degradation”
会期：2022年12月3日（土）〜 12月4日（日）会場：東京大学伊藤国際学術研究センター

この度日本薬学会第142年会において、「標的分解薬によるcIAP1の分解機構」という演題で、学生優秀発表賞（口よって自己ユビキチン化と分解が誘導され、その結果がん細伊藤謝恩ホール

対象：アカデミアおよび企業の研究者300名

胞のアポトーシスが引き起こされます。

頭発表の部）を受賞いたしました。このような栄誉のある賞

そこでcIAP1の分解機構をユビキチンコードの観点で検をいただき、大変光栄に思います。受賞の対象となった研究

討したところ、プロテアソーム非依存性シグナルとして知ら内容の概略をご紹介させていただきます。

れているK63鎖が分解に関わることが示唆されました。そこ

近年、化合物によってユビキチン化を誘導し、疾患原因タ

でK63鎖がどのように分解を促進するのかを検討したところ、ンパク質の分解を引き起こす標的タンパク質分解誘導法がIAP分解薬依存的にK63鎖からK48とK11鎖が分岐するユ

注 目されています。標 的 タンパク質 分 解 誘 導 法とは、ビキチン鎖が形成されること、分岐鎖がプロテアソームと相PROTACやMolecular Glueなどの分解誘導薬を用いて、互作用し、分解が促進されることが明らかになりました。さ

目的のタンパク質を分解によって機能阻害する技術です。こらに解析を進め、特定のE2酵素によるcIAP1の分解促進機の方法は創薬標的を拡大するコンセプトとして期待されてい構が明らかになりました。以上より、私たちは化合物によるますが、分解誘導の詳しいメカニズムには不明な点が多くタンパク質分解誘導に必要な新たな補助因子とユビキチン

残っています。

コードを発見しました。

そこで本研究は、分解誘導法における新たな分解メカニ

今後は、引き続き標的タンパク質分解誘導法の高度化をズムの解明を目的とし、分解に関わるユビキチンコードの解

目指し、ユビキチン化修飾によるタンパク質分解機構の詳細

析とその形成に関わる補助因子の探索を行いました。私たについて研究していきたいと思っております。

ちは炎症性シグナルに関わるE3リガーゼであるcIAP1を分

今回の学会発表を通して自分の実験成果を知ってもらえ

解誘導する機構に焦点を当てました。cIAP1はIAPアンタゴる喜びや他人に伝えるという学びを得ることができました。

ニスト（以後IAP分解薬：がん治療薬として臨床試験中）にこの賞を励みに、より一層研究に邁進していく所存です。

Confirmed Invited Speakers
1)

Aaron Ciechanover (Israel Technion, Israel)

2)

Daniel Finley (Harvard Medical School, USA)

3)

Alessio Ciulli (University of Dundee, UK)

4)

Ivan Dikic (Goethe University, Germany)

5)

Kylie Walters (NCI/NIH, USA)

6)David Komander(Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, Australia)

7)

Claudio Joazeiro (ZMBH, Germany)

8)

Eri Sakata (University of Göttingen, Germany)

9)

Hsueh-Chi Sherry Yen (Academia Sinica, Taiwan)10) Hiroshi Handa (Tokyo Medical University, Japan)
11) Toshifumi Inada (The University of Tokyo, Japan)12) Masato Kanemaki (National Institute of Genetics, Japan)

31

30 oral presentations (12 invited speakers, 18 project members)
50 poster presentations

32

Me et ing Rep or t s

新学術領域「ケモユビキチン」
第4回若手主体発表会に参加して新学術領域「ケモユビキチン」
第6回領域班会議 活動報告

高橋 俊樹（東京都立大学 理学研究科 生命科学専攻 特任助教）

前川 大志（慶應義塾大学薬学部 専任講師）

平成30年度から発足した新学術領域研究「ケモユビキ

なる発表を聞かせていただきました。また、すべての発2022年2月11日から13日の3日間の日程で、新学術in vitro系でのβ-TrCPに結合する低分子化合物に加え、チン：ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロン

表がオンラインで行われたのですが、私自身はオンライ

領域ケモユビキチンの第6回領域班会議が開催されましc-Mycタンパク質分解に導く低分子化合物の細胞レベル

ティア」も4年目を迎えました。今年度は2月11日からン発表の勝手がわからず機材トラブルによる多大なご迷た。当初は対面会議が計画され、参加者全員が久しぶりでのスクリーニングの進捗と将来展望についての発表が13日にかけて行われる領域班会議に先駆け、若手研究者

惑をおかけしてしまいました。主催の山野先生、座長のの対面会議に心躍らせていましたが、新型コロナウィル

ありました。PROTACで使用される低分子化合物リガンの研究発表の場として「第４回若手主体発表会」が2月

寺井琢也先生、川口充康先生および発表者の皆様にはこス オミクロン株の感染急拡大に伴い、やむなくZoomにドの拡充が期待されます。出水先生は、PROTACと標的

11日午前にオンラインで開催されました。11名の若手の場を借りて謹んでお詫び申し上げます。

よるオンライン開催となりました。領域代表の佐伯先生

タンパク質との結晶解析に挑まれており、その進捗を発

研究者が発表を行い、領域内の多くの研究者をまじえてすべての発表が終了したのち、領域代表である佐伯泰をはじめ、関係者の皆様は断腸の思いでのご決断であっ表されました。ユビキチンリガーゼを含めた三者複合体

闊達な議論が交わされました。私も若手として発表させ先生による総評および写真撮影をもって第2回若手主体

たと思います。私自身、2021年度から本領域の公募研究の結晶が解かれることが期待されます。また、競争の激て頂いたのですが、プログラムで確認した私以外の発表

発表会は終了しました。最後は私個人の感想となりますへ参画させて頂いておりますが、対面で領域の皆様に直しいデコイ核酸型分解誘導剤開発の成果も発表されまし

者の方々がみな学生であり、改めて自らの年を認識させが、今後もこのような素晴らしい発表、交流の場がオン

接、お会いする事が未だ叶っておらず、本当に残念でした（綺麗なお仕事で圧倒され、当方は感動しました・・・）。

られたことを覚えています。

ライン、現地開催を交えて続くことを願い、また、自身た。しかし、” Science Never Stops” という事で、第5回プロテインノックダウン研究の第一人者である内藤先生

がそこに関わっていけるようにこれからも研究に励みたの領域班会議と同様、オンライン開催となったものの、は、抗がん剤としてのタンパク質分解技術について発表

いと思います。

参加者のサイエンスに対する熱い思いは不変であり、極されました。がん細胞特異的なSNIPERの開発は非常にともに中止になった現地開催地に思いを馳せつつ、発表

めて活発な議論が繰り広げられました。以下に、当日の有望な創薬開発になると思います。当方は、DNAアプタの準備をしていました。発表当日は雪による通行不全を様子を報告致します。

マーを用いたプロテインノックダウン法の開発の進捗を私の所属する東京都立大学は東京の八王子にあり、発表前日から大雪が降っていました。私は研究室の学生と考えて朝6時に起床し、眠い目をこすりながら研究室に

尚、本活動報告は関西学院大学の沖米田先生と分担し発表しましたが、他の先生方の素晴らしい発表と比較し、向かいました。午前9時になり、いよいよ第４回若手主て執筆しています。当方は、セッションII「標的タンパク

自分の進捗が遅れていると痛感し、精進せねばと思った

体発表会が開始されました。まずは主催である山野晃史

質分解誘導①」、セッションIII「プロテアソーム経路」、次第です・・・。

先生による開会のご挨拶および主旨説明が行われ、続いセッションIV「ケモテクノロジー」を担当します。
セッションIII「プロテアソーム経路」では、林先生（名て若手研究者による11題の口頭発表が行われました。発表は研究内容についてのプレゼンテーションが約9分間、セッションII「標的タンパク質分解誘導①」では、石川古屋大学）、佐伯先生（東京都医学総合研究所）、佐藤先

その後の質疑応答が3分間、という形式で行われました。

先生（東北大学）、寺先生（東京農工大学）、渡邉先生（理生（鳥取大学）、深井先生（京都大学）、宮前先生（筑波大

各発表者はケモテクノロジーを用いた最先端の研究結果

化学研究所）、当方（慶應義塾大学）、出水先生（国立医薬学）、川口先生（名古屋市立大学）、村田先生（東京大学）

を発表し、質疑応答では諸先生方、若手の学生からの多品食品衛生研究所）、内藤先生（東京大学）から発表があから発表がありました。林先生は、独自のペプチド合成

くの質問とともに、活気ある討論が行われていました。

りました。石川先生は、疎水性タグの有用性、PROTAC

法とユビキチン鎖に対するモノボディの成果を発表され個人的には松浦佑大先生、谷口幸穂先生のCFTR関連ユのフック効果をいかに解決するかについて発表されましました。領域内で非常に多くの共同研究を進められていビキチンリガーゼに関する研究が印象に残っており、かた。寺先生は、グアニン四重鎖によるタンパク質分解誘るのが印象的でした。佐伯先生からは、プロテアソーム

つて多数回膜貫通タンパク質の分解経路を、現在ユビキ導の研究成果を発表され、核酸制御剤のPROTACとしてシャトル分子の最新の研究成果の話がありました。プロ

チンリガーゼを研究している私にとっても非常に勉強にの将来性について議論が行われました。渡邉先生からは、

テアソームLLPSが色々な生理条件下で起きることが非オンライン若手発表会の様子

33

34

Me et ing Rep or t s

常に面白く、また最先端のプロテオミクス技術を駆使さ学合成の成果を発表されました。化学合成の威力は凄い

れて、研究を推進されておりました。佐藤先生は結晶解と感じ、また、こうした反応を美しく行う細胞のシステ

析を用いたRAD23によるK48鎖認識機構の発表をされムにも改めて感動した次第です。昔、当方が学部学生ました。また、蛍光タンパク質の強度変化をモニターすだった時、当時の有機合成化学講座の柴崎正勝 教授の人る方法でp97の複合体様式を綺麗に示されておりました。

工触媒に関する講義で柴崎先生が「私の目標は酵素に勝

深井先生は、結晶解析データを基にしたp97の機能阻害つことです」と仰っていた事を思い出しました。佐藤先ペプチドの開発とその将来性を発表されました。有機化

生は、ユビキチン鎖を効率よく有機合成するためのペプ学を専門とされている先生方とのdiscussionが盛り上がチドに対する水溶性タグの開発について発表されました。

新学術領域「ケモユビキチン」
第6回領域班会議 活動報告（その2）りました。宮前先生は、脱ユビキチン化酵素の切断活性

35沖米田 司（関西学院大学 生命環境学部 教授）を調整することでタンパク質発現を制御する手法の開発

3日間に渡るオンライン会議でしたが、非常に濃密なについてのお話をされました。川口先生は、プロテアものでした。1日目の講評で長田先生が、「1日中、色々な

ソーム依存的分解を可視化する蛍光プローブを緻密な分

先生方の発表を聞いて勉強する事は、論文を30本読んだ

2022年2月11日 よ り ３ 日 間 に か け て、新 学 術 領 域

しい基質を同定され、TRIM ファミリー分子がヘッジ

子設計を基に開発されておりました。細胞膜透過性の奥ことと同じではないでしょうか」というコメントがあり「ケモユビキチン」第６回班会議がオンラインで開催さホッグシグナルを介した一次繊毛の制御を行うことを紹

深さを感じました。村田先生は、プロテアソームへの介ました。全くもってその通りで、当方も本当に勉強になれました。今回は前川先生（慶應大薬）との分担執筆と介されました。また、TUBE-E3法を用いて PROTAC の入による新たな標的タンパク質の分解法の開発、プロテりました。本領域のヘテロな環境は本当に素晴らしいとのことで、以下、私が執筆担当したセッションについて

E3 ネオ基質の網羅的解析を紹介されました。ネオ基質

アソームの機能活性化方法の可能性について発表されま

改めて感じました。異分野の先生方と積極的に交流して、紹介いたします。

の同定が、PROTAC 副作用の予測に利用できるとのこした。PROTAC、SNIPER等のプロテインノックダウン

共同研究などを推進していければと思います。当方の発だけでなく、プロテアソーム自身の機能制御の重要性を

表後、個人的にメールを下さった先生方に、感謝致しま

感じました。

す。今回の領域班会議の発表は全ての演題が本当に面白

まず、川原裕之先生（東京都立大学）は「新合成タンパ

た損傷ミトコンドリア分解」というタイトルで発表され

く、当方も少しでも面白いサイエンスを展開し、現所属

ク質の品質管理におけるRabシャペロンの新しい機能」

ました。TBK1 のリン酸化によるオートファジーアダプ

セッションIV「ケモテクノロジー」では、寺井先生（東の慶應義塾大学薬学部の学生さんをigniteして、一人でと い う タ イ ト ル で 発 表 さ れ ま し た。Mislocalized

ター OPTNの機能制御を紹介され、OPTN人工抗体（ナ京大学）、二木先生（京都大学）、高岡先生（東北大学）、も多くの学生さんがサイエンスの道に足を踏み入れてくproteins の品質管理に関わる BAG6 の新しい結合タンノボディ）による PPI 阻害によりマイトファジーを阻害

Pradipta先生（東京工業大学）、岡本先生（東京大学）、

れるような教育活動をしていこうと思っております。2

パク質（Rabシャペロン）を同定され、Rab シャペロン

することを紹介されました。私も PPI 阻害を目指してい佐藤先生（静岡大学）から発表がありました。寺井先生

日目の永田先生の講評にございました「サイエンスを語が mislocalized prion タンパク質のプロテアソーム分るので、是非、人工抗体を使ってみたいと思いました。

は、進化分子工学の大変分かりやすい説明と標的タンパる」には、まだまだ程遠い若輩者ですが、努力して参り解を促進する機能を紹介されました。個人的にも非常に

森戸大介先生（昭和大学）は「もやもや病ユビキチンリ

ク質に結合するペプチドの探索とその応用について発表ます。3日目の講評として、田中先生からは「異分野融合

興味がある内容で、同様の機能をもつ UBQLN との関連

ガーゼの変異による自然免疫異常」というタイトルで発されました。二木先生からは、ステープルペプチドによがうまく進み、これぞ新学術。ケモユビキチンという造性が非常に気になりました。次に、合山進先生（東京大表されました。もやもや病の原因タンパク質ミステリン

る細胞内タンパク質間相互作用研究の進捗のお話があり語が研究成果として具現化されていて素晴らしいと思い学）が「シャペロン介在型E3リガーゼSTUB1を標的と（RNF213）変異体のミトコンドリアへの影響や、強毒性ました。ステープルペプチドの詳細な説明があり、大変ます」というコメントがございました。また、田中先生

したプロテオスタシス調節薬の開発」というタイトルでの変異体と弱毒性の変異体で異なる表現型を引き起こす

勉強になりました。今後、ペプチドや核酸などの中分子からは人類の健康を守るための基礎研究と応用研究、プ

発 表 さ れ ま し た。今 回 の 発 表 で は AlphaScreen やことを紹介されました。野生型ミステリンは脂肪滴に局制御剤が医薬品として加速的に開発されていくと感じま

ロテアソーム研究とケミカルバイオロジーの関係性の歴

NanoBiT 法などSTUB1 と Hsp70、Hsp90 の相互作用

在するそうですが、変異体はミトコンドリアや小胞体にした。高岡先生は、ジャスモン酸関連転写因子依存的な史についてもお話がありました。サイエンスの歴史を現を検出する多様な実験手法を紹介されました。また、局在するそうで、局在変化のメカニズムが気になりましタンパク質間相互作用の研究成果を発表されました。普場におられた当事者の先生から聞くことで、自分自身のSTUB1機能において、Hsp70 と Hsp90 で異なる機能た。上田洋司先生（藤田医科大学）は「UBL3ケモテクノ

段、当方は動物細胞や試験管内のタンパク質や核酸ばかサイエンスに対するモチベーションになった次第です。

が あ る こ と を 紹 介 さ れ ま し た。ケ モ テ ク ノ ロ ジ ー でロジーによるユビキチン化とUBL3化のクロストーク機りを扱っておりますが、植物においてもユビキチンシグ

最後に、佐伯先生、世戸様、座長の先生方をはじめ、本領

STUB1とシャペロンの相互作用を増強し、分解促進を行構の解析」というタイトルで発表されました。UBL3化

ナルが極めて重要であると再認識しました。Pradipta先域班会議を企画・運営して下さいました関係者の皆様方うことを目指していると理解しましたが、シャペロンががexosome輸送シグナルであることを見出されており、生は、アザイド-アクロレインの反応を基軸としたケミカに厚く御礼申し上げます。

結合した合成途中のタンパク質に影響しないのか気にな

網羅的解析から exosome 輸送制御に関わる新規分子を

ルバイオロジーを腫瘍モデルに見事に適用されておりまりました。畠山鎮次先生（北海道大学）は「TRIM型ユビ同定されたことを紹介されました。また、がん免疫療法

し た。膨 大 な デ ー タ に 圧 倒 さ れ ま し た。岡 本 先 生 は、キチンリガーゼの物性と動作原理の解析」というタイトの耐性化に UBL3 化が関与することを紹介され、臨床応

NVOCを用いた素晴らしい技術によるユビキチン鎖の化

ルで発表されました。特に、TRIM ファミリー分子の新用されている薬剤が UBL3化を阻害することを紹介されとで、非常に重要なアプローチだと感じました。山野晃
セッションⅠ：ユビキチンとストレス応答

史先生（東京都医学研）は「OPTN-TBK1の活性化を介し

36

Me et ing Rep or t s

ました。基礎研究から臨床研究まで幅広く研究を行ってDNA脱メチル化を誘導する核酸アナログ 5-aza-dCTP

拓水先生（東京医科大学）は「CRBN結合化合物の作用

RNF5、RNF185 の活性を阻害しないリガンド化合物のおり、非常に感銘を受けました。松沢厚先生（東北大学）

処理によりクロマチンに集積するタンパク質を網羅的に機構の解析」というタイトルで発表されました。血管新構造活性相関を紹介され、今後、ERAD 誘導剤として使は「ユビキチンケモテクノロジーを活用した細胞生死バ同定され、DNAリガーゼ1と UHRF1 による岡崎フラグ

生阻害作用を有するサリドマイド誘導体により、CRBN

用するキメラ化合物構築の戦略を紹介されました。近藤

ランス制御による疾患治療戦略の開発」というタイトル

メント連結に関する作用機序を紹介されました。松尾芳と結合するネオ基質を同定され、さらに網羅的解析より、先生は今年度で理研を退職するそうで、最後に後任者ので発表されました。がん抑制遺伝子 STK11とその制御

隆先生（東京大学）は「ケモテクノロジーを活用したリボ

血管新生に関与する下流分子を同定されたことを紹介さ紹介がありました。私事ですが、近藤先生には３年間共に関わるユビキチンリガーゼ MEX3B の相互作用を阻

ソームユビキチンコードの解読と制御」というタイトルれました。また、CRBNの天然リガンドを探索され、候同研究を行なって頂き、大変感謝しています。本班会議

害する抗菌剤を見出されており、抗菌剤の構造展開に有で 発 表 さ れ ま し た。Ribosome-associated Quality

補分子を発見されたことを紹介されました。山中聡士先の最後のスピーカーとして、吉田稔先生（理化学研究所）

益な基礎知見や、マウスモデルでの腫瘍抑制効果を紹介

Control（RQC）活性の制御に関わる２種類の DUB を同生（愛媛大学）は「近接ビオチン化酵素を用いたタンパ

が「ユ ビ キ チ ン 機 能 制 御 の た め の ケ ミ カ ル バ イ オ ロ

されました。また、セフェム系抗菌薬が p62 とユビキチ

定され、２種類の DUB が異なるリボソームユビキチン

ク分解誘導剤依存的なタンパク質-E3リガーゼ 相互作

ジー」というタイトルで発表されました。スプライシン

ンの結合を促進し、ALIS 形成とパータナトスを促進す

コードの制御を介して、RQC 活性を正に制御することを用解析技術」というタイトルで発表されました。BioID

グ反応を阻害するSpliceostatin A により生じたイントることを報告されました。抗菌薬も色々な作用機序があ紹 介 さ れ ま し た。福 嶋 俊 明 先 生（東 京 工 業 大 学）はを改良した AirIDを紹介され、CRBN-AirID を用いて、新ロン配列に由来する短縮型異常タンパク質の網羅的解析

り、副作用出現などに、今回発表された新たな作用機序「USP8の機能異常は様々な疾患の発症・増悪に関与す

たなネオ基質を同定されたことを紹介されました。また、の結果を紹介されました。イントロン由来配列は特定のなどが関与するのかと気になりました。

る」というタイトルで発表されました。クッシング病のCRBN-AirID発現マウスを用いて、マウス個体でもネオアミノ酸に富んでおり、短縮型異常タンパク質が凝集体

原 因 と な るUSP8 変 異 体 は、異 常 活 性 化 さ れ て お り、

基質同定が可能であることを紹介されました。大竹史明

を 形 成 す る こ と、細 胞 ス ト レ ス 応 答 を 起 こ す こ と、STAM との結合を介してネオ基質を脱ユビキチン化しま先生（星薬科大学）は「分解導剤によって誘導される新mTORC不活性化を起こすことを紹介されました。これ

岩井一宏先生（京都大学）が「認識タンパク質による直す。本発表では、USP8-STAM複合体を阻害する化合物

奇ユビキチンコード」というタイトルで発表されました。

らの作用機序がSpliceostatin Aの抗がん活性に関与す

鎖状ユビキチン鎖シグナルの制御機構の解析」というタ

スクリーニングの結果を紹介されました。また、USP8は

cIAP degrader により誘導されるユビキチンリガーゼることを紹介されました。

イトルで発表されました。今回は直鎖状ユビキチン鎖結自己阻害機構があり、自己阻害ドメインを模倣した阻害

cIAP 分解の分子機構を明らかにされ、ユニークなユビ合タンパク質として新しい分子を同定され、新規結合分剤開発の紹介もありました。最後に、レンチウイルス増

キチンコードがcIAP1 の急速な分解に関与することを

以上、３日間に渡り、多岐にわたるユビキチン研究の子がオートファジーを介して IRAK1、MyD88 等を分解

殖 に 関 す る USP8 の 機 能 に つ い て、紹 介 さ れ ま し た。

紹介されました。今回明らかにされた分子機構が、ユビ

最新成果が発表されました。多くの未発表データも紹介

し、NF-kB シグナルを抑制するという新規制御機構を発USP8 は多様な生理機能に関わっており、多くの疾患にキチンリガーゼ自身のターンオーバーに関与することをされ、これからも非常にハイレベルな論文発表が継続さ表されました。マウス解析までしっかり行われた素晴ら関与する興味深い分子だなと感じました。

紹介されました。新しい制御機構で、非常に興味深く拝れることを確信しました。共同研究が非常に活発である

聴させて頂きました。近藤恭光先生（理化学研究所）はことが本領域（ケモユビキチン）の特徴であると、アド「新規UbTACsのためのリガンド化合物の探索 -CF関連

バイザーの先生が仰っておりました。新しく後期から参セッションV：ユビキチンシグナル

しいご発表でした。池田史代先生（九州大学）は「RBR型
ユビキチンリガーゼHOIL-1Lによる炎症シグナルの制

37

セッションⅥ：先端研究・標的タンパク質分解誘導法

御」というタイトルで発表されました。LUBAC 構成因子

始めに沖米田（関西学院大学）が「CFTR 関連ユビキ

E3リガーゼのリガンドの探索について-」というタイト

加された方々のケモテクノロジーも非常に魅力的で、今である HOIL-1L の RBR ligase domain のユビキチンエ

チンリガーゼのリガンド探索と作用機序の解析」というルで発表されました。沖米田と共に進めているRNF5、後、さらに領域内の共同研究を行いたいと思いました。

ステル化や、炎症シグナルへの機能を変異マウス等で解タイトルで発表しました。嚢胞性線維症の治療標的としRNF185 リガンド探索で、CFTR 変異体の分解を抑制す

次回の班会議はオンサイトで開催できることをお祈りし析された結果を紹介されました。HOIL-1L のNanobodyて CFTR 関連 E3 リガーゼを同定しており、E3 リガン

る 化 合 物 を 同 定 し た こ と を 紹 介 さ れ ま し た。ま た、ます。

も作られており、ケモテクノロジーによる HOIL-1L の機

ドの作用機序を紹介しました。近藤先生（理研）との共能制御について紹介されました。及川大輔先生（大阪市

同 研 究 で 見 出 し た 化 合 物 が E3 リ ガ ー ゼ RFFL や

立 大 学）は「脱 ユ ビ キ チ ン 化 酵 素OTUD1はNF-kBやRNF5、RNF185 の機能を阻害し、CFTR 変異体の分解

KEAP1を介して細胞死を制御する」というタイトルで発と嚢胞性線維症の治療剤の効果を増強することを紹介し表されました。網羅的スクリーニングから NF-kB 活性をました（多くの共同研究者の方々のおかげで、順調に進抑制する DUB として OTUD1 を同定され、OTUD1 のんでおり、大変感謝しております）。高橋宏隆先生（愛媛

作用機序を詳細に解析された結果を発表されました。ま大学）は「USPファミリー脱ユビキチン化酵素を標的とた、マウス解析等から、OTUD1 が自然免疫応答や炎症性したタンパク質量制御化合物の開発」というタイトルで疾患に関与することを紹介されました。西山敦哉先生

発表されました。以前同定されたDUB阻害剤の特異性や、（東京大学）は「ユビキチンリガーゼUHRF1によるラギ

DUB 活性阻害の作用機序について紹介されました。私

ング鎖複製制御」というタイトルで発表されました。

もDUB研究を行なっているのですが、特異的な USP リ

DNAメチル酵素と不可逆的な架橋結合を形成することでガンドや阻害剤を同定して頂きたいと思いました。伊藤38

Inf or mat i on

Inf or mat i on

学会活動報告ア ウトリー チ 活 動

新学術ケモユビキチン第5回班会議

第44回日本分子生物学会年会

会場：オンライン

会場：パシフィコ横浜

東大駒場リサーチキャンパス公開2021「生命分子の急所を狙撃する小さなスナイパーたち〜生命を知るための合成化学〜」（オンライン）

世話人：佐伯 泰（都医学研）

オーガナイザー：佐伯 泰（都医学研）、内藤 幹彦（東京大）

日時：2021年6月12日

第3回ケモユビキチン若手主体発表会

講演者：佐伯 泰（都医学研）、内藤 幹彦（東京大）、伊藤拓水（東京医科大学）、大竹 史明（星薬科大）、林剛介（名古屋大）、池田 史代（九州大）

第11回CSJ化学フェスタ2021 「Add
Perseverance to Your Passion: The Longand Rocky Academia Pathway.」（オンライン）

日時：2021年6月26日（土）日時：2021年12月1日（水）〜 3日（金）世話人：岡本晃充（東京大）

日時：2021年10月21日

日時：2021年8月28日（土）13：30 〜 17：30
会場：オンライン
世話人：山野 晃史（都医学研）、佐伯 泰（都医学研）

Paciﬁchem2021 “The Chemical Biologyof Ubiquitination: Structures, Dynamics
and Mechanisms”

講演者：柿原 慧遵（東工大D2）、宮下 諒太（東京大D3）、
宇津木 優樹（筑波大D1）、郝 楊穎（東京大D1）、
中山 美涼（東北大M1）、Yusen Men（東京大M2）、平井 景梧（東北大M2）、清田 真由（九州大B4）、
李 思涵（東北大D2）、宮内 真帆（東京都立大D2）、
鎌田 優 香（関 西 学 院 大D1）
、横 沢 拓 海（東 北 大
D1）

日時：December 16-21, 2021

第101回日北海道医学大会総会

第4回ケモユビキチン若手主体発表会

日時：2021年10月2日（土）会場：札幌グランドホテル
オーガナイザー：畠山 鎮次（北海道大）
講演者：総括班評価者 田中 啓二先生（都医学研・理事長）

第94回日本生化学会大会
日時：2021年11月3日（水）〜5日（金）会場：パシフィコ横浜ノース（みなとみらい）Web開催
オーガナイザー：大竹 史明（星薬科大）、
深井 周也（京都大）
講演者：佐伯 泰（都医学研）、西山 敦哉（東京大）、大竹史明（星薬科大）、深井 周也（京都大）

星薬科大学シンポジウム・新しい薬のモダリティ
日時：2021年11月17日（水）13：00 〜 18：00
会場：オンライン
講演者：総括班評価者 田中 啓二先生（都医学研・理事長）、大竹 史明（星薬科大）

第40回日本認知症学会学術集会
日時：2021年11月26日（金）〜 28日（日）会場：東京国際フォーラム
オーガナイザー：石川 稔（東北大）、内藤 幹彦（東京大）
講演者：大竹 史明（星薬科大）、石川 稔（東北大）、内藤幹彦（東京大）会場：Honolulu, Hawai, USA（オンラインとのハイブリッド
イベント）
講演者：深井 周也（京都大）

日時：2022年2月11日（金・祝）9：00 〜 12：00
会場：オンライン
世話人：山野 晃史（都医学研）、佐伯 泰（都医学研）
講演者：三島 祐悟（東北大 M1）、永沼 美弥子（横浜市立大 D1）、谷本 翔汰（東京大 M1）、杉村 奎汰（東京 大 M1）、氷 見 雄 哉（東 工 大M2）、柿 原 慧 遵（東工大D2）、高橋 俊樹（東京都立大 特任助教）、
竹中 一希（藤田医科大B3）、松浦 佑大（関西学院大M1）、谷口 幸穂（関西学院大M1）、郝 楊穎（東京大 D1）

新学術ケモユビキチン第6回班会議

東京都医学総合研究所連携大学院説明会 特別講
演「タンパク質を狙って壊す細胞内のしくみ」（オンライン）
日時：2021年5月9日
世話人：佐伯 泰（都医学研）

仙台育英学園高等学校 医療系高大連携講座「細胞はどのようにしてストレスに適応するのか？」
日時：2021年7月17日
世話人：松沢 厚（東北大）

関西学院大学 オープンキャンパス 模擬講義「膜タンパク質を治して難病を治療する」（オンライン）
日時：2021年8月7日
世話人：沖米田司（関西学院大）

東京農工大学オープンキャンパス（東京農工大学
工学部）研究紹介「グアニン四重鎖と創薬」
日時：2021年8月11日
世話人：寺 正行（東京農工大）会場：オンライン

第8回メディカルサイエンスカフェ（高校生を対象とした大学見学プログラム、オンライン開催）

世話人：佐伯 泰（都医学研）

日時：2021年8月19日

日時：2022年2月11日（金・祝）〜13日（日）世話人：上田洋司（藤田医科大）（公社）有機合成化学協会 研究部会第5回勉強会 ニューモダリティと有機合成化学「タンパク質分解を誘導する化合物」（オンライン）
日時：2021年8月19日
世話人：内藤幹彦（東京大）世話人：Ambara R. Pradipta（東工大）

第12回 Tokyo Tech IndonesianCommitment Award 2021「Thriving inYour Research Career: My Personal
Experience ‒ Hints & Tips.」
日時：2021年10月23日
世話人：Ambara R. Pradipta（東工大）

日本離床学会 教育セミナー「重症患者における筋代謝の新常識〜ユビキチン・プロテアソーム〜」（オンライン）
日時：2022年1月9日
世話人：佐伯 泰（都医学研）

東京工業大学 細胞制御工学研究センターコロキ
ウム「タンパク質分解技術と創薬」（オンライン）
日時：2022年1月20日
世話人：内藤幹彦（東京大）第1回次世代モダリティセミナー 〜細胞内タン
パク質を標的とする次世代モダリティ〜「細胞内タンパク質分解技術と創薬」（オンライン）
日時：2022年2月3日
世話人：内藤幹彦（東京大）創薬機構構造展開ユニット・製薬協コンソーシア
ム共催 イノベーション人材育成セミナー「タンパク質分解技術と創薬」
日時：2022年2月15日
世話人：内藤幹彦（東京大）第20回東京大学ホームカミングデイ「タンパク質分解技術と創薬 〜病気の原因となる悪いタンパ
ク質を壊す〜」（オンライン）
日時：2021年10月16日
世話人：内藤幹彦（東京大）39

40

S c hed ul e

今後の関連ミーティング・シンポジウム情 報
第16回日本ケミカルバイオロジー学会年会

第45回日本分子生物学会年会

https://jscb.jp/8-16-2.html

https://www2.aeplan.co.jp/mbsj2022/

日程：2022年5月30日（月）〜 6月1日（水）日程：2022年11月30日（水）〜 12月2日（金）場所：富山国際会議場

場所：幕張メッセ

領域関連
石川稔先生が本新学術領域のミニシンポジウムをオーガナイズします。石川先生、大竹先生、伊藤先生、林先生がケモユ
ビキチン研究を紹介します。

領域関連
村田茂穂先生と佐伯泰先生が本新学術領域の共催シンポジ
ウムをオーガナイズします。

第74回日本細胞生物学会大会
https://conﬁt.atlas.jp/guide/event/jscb2022/top?lan
g=ja
日程：2022年6月28日（火）〜 30日（木）場所：タワーホール船堀

新学術領域研究ケモユビキチン主催
国際シンポジウム“Ubiquitin New Frontier ~from Neo-Biology
to Targeted Protein Degradation”
日程：2022年12月3日（土）〜 12月4日（日）

領域関連
佐伯泰先生が本新学術領域の共催シンポジウム「ユビキチン研究のニューフロンティア」をオーガナイズします。本領域
からは村田先生、佐伯先生、山野先生、石川先生、及川先
生がケモユビキチン研究を紹介します。

場所：東京大学伊藤謝恩ホール

第95回日本生化学会大会

備考：2022年6月ホームページ公開予定

領域関連
本国際会議では、ノーベル賞受賞者やユビキチン創薬の第一人者を招聘し世界の最新の研究動向を紹介するとともに、領域班員を中心に日本発のユビキチンの新しいバイオロジー
研究や化学ツールなどを紹介します。

https://www2.aeplan.co.jp/jbs2022/
日程：2022年11月9日（水）〜 11日（金）場所：名古屋国際会議場
領域関連佐伯泰先生と村田茂穂先生が本新学術領域の共催シンポジ
ウム「ユビキチン・プロテアソーム研究のニューフロンティア」
をオーガナイズします。本領域からは佐伯先生、村田先生、
川原先生、大竹先生、林先生、出水先生がケモユビキチン研究を紹介します。

41

42

編集後記
「ケモユビキチン」のニュースレター第４号が完成しました。昨年度も新型コロ
ナウイルス感染拡大防止措置のため、ほとんどの国内外の学会はオンライン開催となってしまいしました。通常、ニュースレターには海外学会参加レポートや海外渡航記を掲載して、研究内容にプラスした情報を提供できることに付加価値があると考えているので、残念でなりません。ただ、そのような状況の中でもケモユビ
キチンに関する多くの研究成果と分解誘導剤の開発がなされていること、また班員の方が多方面で表彰を受けており、その受賞コメントを多く掲載できたことは喜ばしいことと思います。
本号表紙の中央に鎮座している2つの化合物構造式は国立医薬品食品衛生研
究所の出水先生らのグループによって開発された「エストロゲン受容体を標的としたデコイ核酸型PROTAC」と「造血器型プロスタグランジンD合成酵素を標的としたPROTAC」です。有機化合物とタンパク質構造に加えて核酸も表紙を飾ることになり、ユビキチン制御の多様なツールが開発されていることを示しているのではないでしょうか。次号の表紙を飾るような新規化合物があればご連絡ください。また、皆様の研究に関連したミニレビュー、学会参加報告、本ニュースレターの誌面に活用できるお写真などのご寄稿は常時、お待ちしておりますので、ご提供よろしくお願いします。
さて、話は大きく変わりますが...
稲垣理一郎が原作の「Dr. STONE」は2017年から週刊少年ジャンプに掲載されたSFサバイバル・ファンタジーコミックです。ある日地球上の全人類が一斉に石化するというファンタジーコミックならではの現象に襲われます。意識を保った
まま3700年後に石化が解けた主人公の石神千空と大木大樹は、原始の環境で文明の再建に向けて活動を始めます。初期設定がいかにもSFファンタジーである
ため好き嫌いはあると思いますが、「科学は地道な探究」であること、「得意分野の異なる者が協力することで科学技術を発展させることができる」というメッセー
ジは我々の研究に通ずるものがあるのではないでしょうか。コロナ生活3年で我々の研究活動も少なからず影響を受けていると思います。コロナ以前の研究体制を回復しようと努力するのか、はたまた未だ夜明けの見えないコロナ生活に順応して、新しい研究スタイルを築いていくべきか。今年も考えさせることが多くあります。
（山野）

2018-2022年度 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究

ケモテクノロジーが拓く
ユビキチンニューフロンティア
ニュースレター第４号

2022年6月発行

編集人

山野 晃史（東京医科歯科大学）

発行人

佐伯

発行所

新学術領域「ケモユビキチン」領域事務局
東京大学大学院薬学系研究科 蛋白質代謝学教室〒113-0033 東京都文京区本郷7-3-1

TEL

03-5841-4800

E-MAILubiquitin@mol.f.u-tokyo.ac.jp

印刷所

株式会社トライス

領域ホームページ

http://www.ubiquitin.jp/

泰（東京都医学総合研究所）