定量リン酸化プロテオミクスを用いたバクテリアの病原性シグナルの解明

• Project/Area Number: 12F02078
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: ゲノム生物学
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 石濱 泰 京都大学, 薬学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): LIN Miao-hsia 京都大学, 薬学研究科, 外国人特別研究員 ; LIN Miao-Hsia 京都大学, 薬学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2012 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: プロテオーム / リン酸化プロテオーム / バクテリア / シグナル伝達

Research Abstract

前年度に確立したバクテリア試料用リン酸化ペプチド濃縮法を用いて大腸菌試料に対し適用したところ、現在までに393種のリン酸化タンパク質、1229種のリン酸化サイトを同定することに成功した。既知のリン酸化情報と比較すると、我々の結果は約10倍のリン酸化プロテオームをカバーしていることになる。セリン・スレオニン・チロシンの比は62.9/24/6.8であり、これは既知のものとほぼ同様であった。他のバクテリアと同様、大腸菌においてもリン酸化は多様な細胞機能(例えば中心炭素代謝系や他の恒常的プロセスに関わっており、その局在も細胞質から細胞膜まで偏りなくあらゆるものを含んでいた。さらに、ゲノムに約7%含まれる必須遺伝子の30%がリン酸化されていた。これらの結果は真核生物と同様にバクテリアでもタンパク質リン酸化は、重要な役割を果たしていることを示唆している。興味深いことにセリン、スレオニンリン酸化がphosphotransferase (PTS)やtwo-component systemなどの今までHis, Cys, Aspのリン酸化が関与しているとされていたシステムでも見出された。これらのリン酸化は、様々な環境条件に対処するために、真核生物のような別個のタンパク質リン酸化システムと協同している可能性も考えられる。大腸菌以外のバクテリアとしてグラム陽性菌であるB. subtilisとグラム陰性菌であるK. pneumoniaeに対して本法を適用した。B. subtilisからは443リン酸化ペプチド(175リン酸化タンパク質)、246リン酸化サイトが、K. pneumoniae試料からは673リン酸化ペプチド(286リン酸化タンパク質)、379リン酸化サイトが同定された。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Phosphoproteomic analysis of Rhodopseudomonas palustris reveals the role of pyruvate phosphate dikinase phosphorylation in lipid production (2012)
  • Author(s): Hu, C. W.; Lin, M. H.; Huang, H. C.; Ku, W. C.; Yi, T. H.; Tsai, C. F.; Chen, Y. J.; Sugiyama, N.; Ishihama, Y.; Juan, H. F.; Wu, S. H
  • Journal Title: J. Proteome Res. Volume: 11 Issue: 11 Pages: 5362-75
  • DOI: 10.1021/pr300582p
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Enhanced Phosphopeptide Identification in Escherichia Coli by Stepwise Hydroxy Acid-Modified Metal Oxide Chromatography with Elevated Sample Loading Capacity (2013)
  • Author(s): M. -H. Lin, S. Takagi, M. Wakabayashi, N. Sugiyama, Y. Ishihama
  • Organizer: HUPO 12th Annual World Congress
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2013-09-16
• [Presentation] Enhanced Phosphopeptide Identification in Escherichia Coli by Stepwise Hydroxy Acid-Modified Metal Oxide Chromatography with Elevated Sample Loading Capacity (2013)
  • Author(s): M. -H. Lin, S. Takagi, M. Wakabayashi, N. Sugiyama, Y. Ishihama
  • Organizer: The 4th Asia Oceania Mass Spectrometry Conference
  • Place of Presentation: 台北国際コンベンションセンター(台湾)
  • Year and Date: 2013-07-10
• [Presentation] Enhanced Phosphopeptide Identification in Bacteria by Stepwise Hydroxy Acid-Modified Metal Oxide Chromatography with Elevated Sample Loading Capacity (2013)
  • Author(s): M. -H. Lin, S. Takagi, M. Wakabayashi, N. Sugiyama, Y. Ishihama
  • Organizer: 61st ASMS Conference on Mass Spectrometry & Allied Topics
  • Place of Presentation: ミネアポリスコンベンションセンター(米国、ミネソタ州)
  • Year and Date: 2013-06-12
• [Presentation] Pyruvate Phosphate Dikinase Phosphorylation Increases LipidProduction in Rhodopseudomonas palustris: a Phosphoproteomic Analysis (2012)
  • Author(s): Lin, M. H.; Hu, C. W.; Huang, H. C.; Ku, W. C.; Yi, T. H.; Tsai, C. F.; Chen, Y. J.; Sugiyama, N.; lshihama, Y.;、Juan, H. F.; Wu, S. H
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference
  • Place of Presentation: 京都国際会議場(京都府)
  • Year and Date: 2012-09-19