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Development of a site-specific and comprehensive quantification method for protein phosphorylations based on MS/MS spectral simulation

Research Project

Project/Area Number 19K07017
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

Imanishi Susumu  名城大学, 薬学部, 准教授 (00757502)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords質量分析 / 定量プロテオミクス / タンパク質リン酸化 / シミュレーション / スペクトルライブラリ
Outline of Research at the Start

質量分析を用いたタンパク質リン酸化の網羅的解析において、どのアミノ酸残基がどの程度リン酸化されているのか測定することが重要である。そこで、リン酸化部位網羅的な定量解析を行うため、新たなデータ解析手法を開発する。
研究代表者らは、リン酸化ペプチドの質量分析データ(MS/MS スペクトル)をシミュレ ートすることにより、高精度にリン酸化部位を決定することに成功している。そこで本研究では、このMS/MSシミュレーションを、網羅的かつ信頼性の高い定量結果を与えると考えられているSWATH測定に応用することにより、網羅的かつ高精度にリン酸化を定量できる手法を開発し、その有効性を検証する。

Outline of Final Research Achievements

We have developed a mass spectrometry based phosphopeptide quantification method using a data-independent acquisition method SWATH, in combination with SimPhospho software a simulation program for MS/MS spectra of phosphopeptides. SimPhospho was applied to MS/MS spectra acquired using a TripleTOF mass spectrometer, and adjusting its data format enabled phosphopeptide quantification by SWATH analysis using Skyline software. Furthermore, simulation conditions were optimized for confident and sensitive localization of phosphorylation sites to be quantified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、生体タンパク質の網羅的解析(プロテオミクス)を行うことにより一度に数万ものリン酸化が観察でき、それら膨大な報告は、PhosphoSitePlusなどのデータベースに次々と蓄積されている。本研究では、網羅的定量解析におけるリン酸化部位の決定を高精度化したことにより、より信頼度の高いリン酸化の定量的な観察を可能にすると期待できる。リン酸化は細胞内情報伝達の中心を担っており、様々な生体機能の制御に関わっていることから、それらリン酸化の網羅的解析は今後の生命科学および医学・薬学のさらなる発展に貢献すると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Turku(フィンランド)

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  • [Int'l Joint Research] University of Zurich(スイス)

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  • [Int'l Joint Research] University of Pennsylvania(米国)

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  • [Journal Article] Phosphoproteome and drug-response effects mediated by the three protein phosphatase 2A inhibitor proteins CIP2A, SET, and PME-12020

    • Author(s)
      Kauko, Imanishi, Kulesskiy, Yetukuri, Laajala, Sharma, Pavic, Aakula, Rupp, Jumppanen, Haapaniemi, Ruan, Yadav, Suni, Varila, Corthals, Reimand, Wennerberg, Aittokallio, and Westermarck
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 295 Issue: 13 Pages: 4194-4211

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.011265

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] リン酸化シミュレーションソフトウェアSimPhosphoを用いたリン酸化部位特異的SWATHデータ解析法の開発2020

    • Author(s)
      早川直希、平野裕大、高井彩乃、岩城圭一郎、Veronika Suni、今西進
    • Journal Title

      名城大学総合研究所紀要

      Volume: -

    • NAID

      40022752222

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    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Optimization of TripleTOF spectral simulation and library searching for confident localization of phosphorylation sites2019

    • Author(s)
      Ayano Takai, Tomoya Tsubosaka, Yasuhiro Hirano, Naoki Hayakawa, Fumitaka Tani, Pekka Haapaniemi, Veronika Suni, and Susumu Y. Imanishi
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 14 Issue: 12 Pages: e0225885-e0225885

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0225885

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  • [Presentation] TripleTOF 6600を用いた定量プロテオーム解析における試料調製法の条件検討2022

    • Author(s)
      大瀧優衣、中野里咲、今西 進
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      日本薬学会第142年会
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      近藤萌花、佐藤亮樹、高羽里佳、前田恭佑、田崎ひなの、衣斐大祐、平松正行、今西 進
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] リン酸化シミュレーションソフトウェアSimPhosphoを用いたリン酸化部位特異的SWATHデータ解析法の条件検討2022

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      井上夏帆、早川直希、平野裕大、高井彩乃、岩城圭一郎、Veronika Suni、今西 進
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      日本薬学会第142年会
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      中野里咲、鈴木亜門、平野裕太、石津明洋、今西 進
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      佐藤亮樹、高羽里佳、前田恭佑、近藤萌花、田崎ひなの、衣斐大祐、平松正行、今西 進
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      第67回日本薬学会東海支部大会
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      今西進
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    • Invited
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      早川直希、平野裕大、高井彩乃、岩城圭一郎、Veronika Suni、今西進
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      長谷川紗希、Yuan-Chen Tsai、後藤彩花、平野裕大、Shiva Tyagarajan、今西進
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] Quantitative proteomics of tuberculosis lung FFPE tissue by SWATH analysis2019

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      Amon Suzuki, Yasuhiro Hirano, Mina Kawamura, Akihiro Ishizu, and Susumu Y. Imanishi
    • Organizer
      67th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantitative proteomics of lethal thrombosis model mice and vascular endothelial cells by SWATH analysis2019

    • Author(s)
      Hinano Tasaki, Mina Kawamura, Seiya Kawahara, Fumihiko Nagano, Ayaka Goto, Kei-ichiro Iwaki, Mai Sakai, Fumitaka Tani, Mie Shimizu, Tomohiro Mizuno, Ken-ichi Harada, and Susumu Y. Imanishi
    • Organizer
      67th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SWATH測定による致死性血栓症モデルマウスの定量プロテオミクス2019

    • Author(s)
      河村美奈、田崎ひなの、川原聖也、酒井麻衣、長野文彦、岩城圭一郎、谷郁孝、後藤彩花、水野智博、清水美衣、原田健一、今西進
    • Organizer
      第65回日本薬学会東海支部大会
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  • [Presentation] 統合失調症様モデルマウスにおけるクロザピン反応性タンパク質の同定2019

    • Author(s)
      角田千佳、吉見陽、岩城圭一郎、後藤彩花、内田美月、伊藤貴博、長谷川章、北垣伸治、尾崎紀夫、今西進、野田幸裕
    • Organizer
      第65回日本薬学会東海支部大会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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