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研究詳細

時空生物学講座

標的タンパク質分解研究室

山中 聡士　准教授 山中 聡士　准教授

キーワード：

標的タンパク質分解、ユビキチンリガーゼ、タンパク質間相互作用、タンパク質分解薬、近接標識、創薬科学

細胞内のタンパク質分解機構を解明し、次世代の創薬技術を創出する

当研究室では、細胞内で不要になったタンパク質が選択的に分解される仕組みを解明し、その分子機構を利用した新しい創薬技術の開発に取り組んでいます。ユビキチンリガーゼによるタンパク質分解やタンパク質間相互作用を、独自に開発した解析技術と最先端技術を融合して解析します。タンパク質分解によって制御される生命現象への理解を深めるとともに、これまで治療が困難であった疾患を標的とする革新的なタンパク質分解薬の創出を目指しています。

タンパク質分解の分子基盤の解明から標的タンパク質分解機構の解析、タンパク質分解薬の開発・評価までを包含する研究コンセプトを示す模式図。

メンバー

山中 聡士 准教授 yamanaka.satoshi.fbs[at]osaka-u.ac.jp

研究者の詳細を大阪大学研究者総覧やResearch Mapで検索できます。

  • ※メールアドレスの[at]は@に変換してください

Q＆A

現在注目しているテーマは何ですか？
私たちは、標的タンパク質分解（Targeted Protein Degradation：TPD）に注目しています。E3ユビキチンリガーゼは、標的タンパク質のユビキチン化を介してその分解を誘導する酵素群です。TPDはこの仕組みを利用して、疾患関連タンパク質を選択的に分解する新しい創薬アプローチです。私たちは、タンパク質分解を制御する分子機構を解明する基礎生命科学と、その知見を新たなタンパク質分解薬の創出につなげる創薬研究を両輪として研究を進めています。
最新のブレイクスルー、研究成果について教えてください。
私たちは、タンパク質分解薬によって誘導されるタンパク質間相互作用に着目し、独自の解析技術を駆使してその作用機序やE3ユビキチンリガーゼの機能を明らかにしてきました。最近では、タンパク質分解薬に利用される主要なE3ユビキチンリガーゼ群の一つであるDCAFファミリーに着目し、各DCAFのE3ユビキチンリガーゼ活性や相互作用タンパク質、新たな基質を解明することで、未開拓のE3ユビキチンリガーゼを基礎生命科学と創薬の両面から研究するための基盤を確立しました。
どのようなバックグラウンドを持つメンバーで研究を進めていますか？
タンパク質科学、分子・細胞生物学、ケミカルバイオロジーなど、多様な研究分野を融合して研究を進めます。
国内外の研究機関との連携について教えてください。
国内外の大学・研究機関や企業と連携し、化合物合成、プロテオミクス、創薬研究など、異なる専門分野を融合した共同研究を進めています。
研究室から巣立った人たちはどのような道を歩まれていますか？
新しくスタートする研究室のため、卒業生はこれから送り出していくことになります。将来、アカデミアや製薬・バイオテクノロジー企業など、幅広い分野で活躍できる人材を育成したいと考えています。
今後どんな展開が期待されますか？
未開拓のE3ユビキチンリガーゼや新たなタンパク質分解機構を明らかにする基礎生命科学と、その知見を新しいタンパク質分解薬へとつなげる創薬研究を両輪として、標的タンパク質分解の可能性をさらに広げていきたいと考えています。

研究成果

論文、総説、著書

2026年

Satoshi Yamanaka, Koya Nagaoka, Yuki Shoya, Kohei Nishino, Yumi Mikura, Kenshi Tanaka, Keisuke Konishi, Yoshinori Hasegawa, Atsushi Hijikata, Hidetaka Kosako, Tatsuya Sawasaki

An interactome-based framework for DDB1- and CUL4-associated factor prioritization in targeted protein degradation

Molecular Cell 86(7): 1397-1416  2026 （PMID：41932313 DOI：10.1016/j.molcel.2026.03.004）

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, Yoshiharu Iwabuchi

An Alkyne Two-Phase Strategy: Rapid Generation of TK-285-Derived PROTACs as BRD4 Degraders

Journal of Medicinal Chemistry 69(7): 8388-8416  2026 （PMID：41852276 DOI：10.1021/acs.jmedchem.5c03771）

2025年

Kohdai Yamada, Satoshi Yamanaka, Hiroyuki Yamakoshi, Aki Kohyama, Yoshiharu Iwabuchi, Hidetaka Kosako, Tatsuya Sawasaki

In-cell proximity target validation methods for heterobifunctional molecules with CRBN- or VHL-binder using AirID

Communications Biology 8(1): 13238  2025 （PMID：40885760 DOI：10.1038/s42003-025-08761-x）

2024年

Motoi Yamashita, Chihiro Ogawa, Baihao Zhang, Tetsuro Kobayashi, Aneela Nomura, Clive Barker, Chengcheng Zou, Satoshi Yamanaka, Ken-Ichiro Hayashi, Yoichi Shinkai, Kazuyo Moro, Sidonia Fargarasan, Koshi Imami, Jun Seita, Fumiyuki Shirai, Tatsuya Sawasaki, Masato T Kanemaki, Ichiro Taniuchi

Cell-type specific, inducible and acute degradation of targeted protein in mice by two degron systems

Nature Communications 15(1): 10129  2024 （PMID：39613744 DOI：10.1038/s41467-024-54308-9）

2023年

Satoshi Yamanaka, Hirotake Furihata, Yuta Yanagihara, Akihito Taya, Takato Nagasaka, Mai Usui, Koya Nagaoka, Yuki Shoya, Kohei Nishino, Shuhei Yoshida, Hidetaka Kosako, Masaru Tanokura, Takuya Miyakawa, Yuuki Imai, Norio Shibata, Tatsuya Sawasaki

Lenalidomide derivatives and proteolysis-targeting chimaeras for controlling neosubstrate degradation

Nature Communications 14(1): 4683  2023 （PMID：37596276 DOI：10.1038/s41467-023-40385-9）

2022年

Satoshi Yamanaka, Yuto Horiuchi, Saya Matsuoka, Kohki Kido, Kohei Nishino, Mayaka Maeno, Norio Shibata, Hidetaka Kosako, Tatsuya Sawasaki

A proximity biotinylation-based approach to identify protein-E3 ligase interactions induced by PROTACs and molecular glues

Nature Communications 13(1): 183  2022 （PMID：35013300 DOI：10.1038/s41467-021-27818-z）

Shusei Sugiyama, Kohdai Yamada, Miwako Denda, Satoshi Yamanaka, Satoshi Ozawa, Ryo Morishita, Tatsuya Sawasaki

CF-PPiD technology based on cell-free protein array and proximity biotinylation enzyme for in vitro direct interactome analysis

Scientific Reports 12(1): 10592  2022 （PMID：35732899 DOI：10.1038/s41598-022-14872-w）

2021年

Satoshi Yamanaka, Hidetaka Murai, Daisuke Saito, Gembu Abe, Etsuko Tokunaga, Takahiro Iwasaki, Hirotaka Takahashi, Hiroyuki Takeda, Takayuki Suzuki, Norio Shibata, Koji Tamura, Tatsuya Sawasaki

Thalidomide and its metabolite 5-hydroxythalidomide induce teratogenicity via the cereblon neosubstrate PLZF

EMBO Journal 40(4): e105375  2021 （PMID：33470442 DOI：10.15252/embj.2020105375）

2020年

Satoshi Yamanaka, Yuki Shoya, Saya Matsuoka, Hisayo Nishida-Fukuda, Norio Shibata, Tatsuya Sawasaki

An IMiD-induced SALL4 degron system for selective degradation of target proteins

Communications Biology 3(1): 515  2020 （PMID：32948804 DOI：10.1038/s42003-020-01240-5）

Hirotake Furihata, Satoshi Yamanaka, Toshiaki Honda, Yumiko Miyauchi, Atsuko Asano, Norio Shibata, Masaru Tanokura, Tatsuya Sawasaki, Takuya Miyakawa

Structural bases of IMiD selectivity that emerges by 5-hydroxythalidomide

Nature Communications 11(1): 4578  2020 （PMID：32929090 DOI：10.1038/s41467-020-18488-4）

Koki Kido, Satoshi Yamanaka, Shogo Nakano, Kou Motani, Souta Shinohara, Akira Nozawa, Hidetaka Kosako, Sohei Ito, Tatsuya Sawasaki

AirID, a novel proximity biotinylation enzyme, for analysis of protein-protein interactions

eLife 9: e54983  2020 （PMID：32391793 DOI：10.7554/eLife.54983）

Satoshi Yamanaka, Yusuke Sato, Daisuke Oikawa, Eiji Goto, Shuya Fukai, Fuminori Tokunaga, Hirotaka Takahashi, Tatsuya Sawasaki

Subiquinocin, a small molecule inhibitor of CYLD and USP family deubiquitinating enzymes, promotes NF-ﾎｺB signaling

Biochemical and Biophysical Research Communications 524(1): 1-7  2020 （PMID：31898971 DOI：10.1016/j.bbrc.2019.12.049）

連絡先

〒565-0871 大阪府吹田市山田丘1-3
大阪大学大学院生命機能研究科
E-mail: yamanaka.satoshi.fbs[at]osaka-u.ac.jp （山中 聡士 准教授）

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