東京大学大学院 薬学系研究科・薬学部

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2023/12/21

薬品代謝化学教室の栗木優五大学院生、曽川マリー大学院生（いずれも研究当時）、浦野泰照教授らの共同研究グループが、タンパク質分解酵素の働きを視る蛍光分子の新規モジュール型設計法を確立

　東京大学大学院薬学系研究科・医学系研究科の浦野泰照教授（兼：同大学大学院医学系研究科）らと東京工業大学生命理工学院生命理工学系の神谷真子教授らのグループは、タンパク質分解酵素の一群であるカルボキシペプチダーゼを標的とした蛍光プローブの新たな分子設計法の開発に成功しました。本研究では、プロドラッグ技術として知られるProtideを応用したモジュール型の分子設計法を確立することで、蛍光波長や標的酵素、およびその反応性を自在に変化させた様々な蛍光プローブ群の効率的な開発を世界で初めて可能としました。本手法に基づき、CPM（注５）やPSMA（注６）に対する蛍光プローブを開発し、これらを用いて培養細胞や乳がん患者の外科的切除検体における標的酵素の活性を検出することに成功しました。
　本研究成果は2023年12月19日付で科学雑誌Journal of the American Chemical Society（オンライン版）に掲載されました。
掲載雑誌： Journal of the American Chemical Society
論文題目：Modular design platform for activatable fluorescence probes targeting carboxypeptidases based on ProTide chemistry
著者： Yugo Kuriki, Mari Sogawa, Toru Komatsu, Minoru Kawatani, Hiroyoshi Fujioka, Kyohhei Fujita, Tasuku Ueno, Kenjiro Hanaoka, Ryosuke Kojima, Rumi Hino, Hiroki Ueo, Hiroaki Ueo, Mako Kamiya*, Yasuteru Urano*
DOI番号：10.1021/jacs.3c10086
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発表概要
カルボキシペプチダーゼはタンパク質やペプチドのＣ末端のアミノ酸を認識して切断する酵素群の総称であり、生体内で重要な役割を担っています。加えて、がんや高血圧などの疾患との関与が報告されていることから、その活性を高感度で検出できる蛍光プローブの開発が期待されています。一方で、その設計の難しさからカルボキシペプチダーゼに対する蛍光プローブの報告例は過去当グループで開発したものを含めても非常に限られており、特に目的に応じてその特性を柔軟に変化させられる汎用性の高い分子設計法はこれまで報告がありませんでした。
今回、東京大学大学院薬学系研究科・医学系研究科の浦野泰照教授（兼：同大学大学院医学系研究科）らと東京工業大学生命理工学院生命理工学系の神谷真子教授らのグループは、プロドラッグ技術として知られるProtideを応用したモジュール型の分子設計法を確立することで、蛍光波長や標的酵素、およびその反応性を自在に変化させた様々な蛍光プローブ群の効率的な開発を世界で初めて可能としました。本手法に基づき、カルボキシペプチダーゼＭ（CPM）や前立腺がん特異的膜抗原（PSMA）に対する蛍光プローブを開発し、これらを用いて培養細胞や乳がん患者の外科的切除検体における標的酵素の活性を検出することに成功しました。
本研究成果により、診断薬開発や創薬スクリーニングなどの目的に応じて最適な蛍光プローブの提供が可能となり、医学・生命科学研究に大きく貢献することが予想されます。

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