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Development of a multi-dimensional LC method for the analysis of D-amino acid residues in proteins focusing on the screening of new diagnostic marker/therapeutic target in age-related diseases

Research Project

Project/Area Number 21K20721
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0801:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Ishii Chiharu  九州大学, 薬学研究院, 助教 (90905308)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords加齢性疾患 / タンパク質 / アミノ酸残基異性化 / 多次元HPLC / 質量分析 / アミノ酸残基
Outline of Research at the Start

白内障・アルツハイマー病などの加齢性疾患は根本的治療法が未確立なものが多く、早期診断法や新規治療標的の発見が人々の健康寿命延長・患者のQOL向上につながる。病変タンパク質におけるアミノ酸残基異性化は加齢性疾患の診断指標・治療標的候補として近年注目を集めているが、従来法では分析対象が限定され、新たな価値探索を可能とする網羅的分析法の開発が切望されていた。本研究は、タンパク質構成全アミノ酸残基について鏡像異性体を識別した網羅的精密定量を可能とする新規分析法を世界で初めて開発するものであり、加齢性疾患の新規診断法開発・治療標的探索を推進可能である。

Outline of Final Research Achievements

The analytical method for the comprehensive and precise determination of D-amino acid residues in peptides/proteins was developed to find new diagnostic markers and/or therapeutic targets of age-related diseases, such as cataract and Alzheimer's disease. Using the newly developed method (containing previously-established our patents, no. 4980740, 6296382, US-9266826 etc.), the enantioselective analysis of various amino acid residues in proteins could be achieved. And the presence of several D-amino acid residues was demonstrated in proteins derived from human cataract patients, which is the possible diagnostic markers and/or therapeutic targets of age-related diseases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

白内障・アルツハイマー病などの加齢性疾患は根本的治療法が未確立なものが多く、早期診断法や新規治療標的の発見が人々の健康寿命延長・患者のQOL向上につながる。アミノ酸残基異性化は当該タンパク質の変性・機能変化を惹起することから、加齢性疾患の診断指標・治療標的候補として近年注目を集めているが、網羅的かつ正確な分析法の欠如により研究は停滞していた。本研究の遂行により、従来は測定困難であった残基を含め、世界に先駆けて加齢性疾患の病変タンパク質におけるアミノ酸残基の網羅的キラル識別分析が達成された。新たに発見した異性化残基は、今後疾患の診断マーカー・治療標的としての利用が期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Design of Novel Mixed-Mode Columns for Analysis of Amino Acids Derivatized with 4-Fluoro-7-nitro-2,1,3-benzoxadiazole and the Evaluation of Retention Properties2023

    • Author(s)
      Yuri NAGATA, Takeyuki AKITA, Aogu FURUSHO, Chiharu ISHII, Masashi MITA, Kenji HAMASE
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 44 Issue: 2 Pages: 83-87

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2023.006

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2023-06-20
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chiral Amino Acid Analysis in the Plasma of B6DAO<sup>-/-</sup> Mice Lacking D-Amino Acid Oxidase Activity2023

    • Author(s)
      Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Ryuichi KONNO, Kenji HAMASE
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 44 Issue: 1 Pages: 39-43

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2023.002

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2023-02-20
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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a three-dimensional HPLC system for acidic amino acid enantiomers and determination of their amounts in mice lacking D-aspartic acid oxidase activity2023

    • Author(s)
      Chiharu ISHII, Rin MORINAGA, Miho TAKAHASHI, Masashi MITA, Takeyuki AKITA, Kenji HAMASE
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis Open

      Volume: 1 Pages: 100004-100004

    • DOI

      10.1016/j.jpbao.2023.100004

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two-Dimensional Chiral HPLC Analysis of Lactate, Hydroxybutyrates and Malate in Human Plasma2022

    • Author(s)
      Hsin-Miao TSAI, Chin-Ling HSIEH, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Tomomi IDE, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 43 Issue: 3 Pages: 119-126

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2022.011

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2022-10-20
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    • Author(s)
      Mai OYAIDE, Chiharu ISHII, Akira FUJII, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Masanobu NAGANO, Kenji HAMASE
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 43 Issue: 2 Pages: 59-65

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2022.006

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2022-06-20
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      2022 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Off-line two-dimensional LC-MS/MS determination of tryptophan enantiomers in mammalian urine and alteration of their amounts in d-amino acid oxidase deficient mice2022

    • Author(s)
      Ishii Chiharu、Takizawa Noburo、Akita Takeyuki、Mita Masashi、Ide Tomomi、Konno Ryuichi、Hamase Kenji
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 219 Pages: 114919-114919

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2022.114919

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    • Author(s)
      三ノ宮悠介、石井千晴、竹島華菜子、三田真史、秋田健行、浜瀬健司
    • Organizer
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      山部真弓、石井千晴、秋田健行、三田真史、浜瀬健司
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    • Author(s)
      竹島華菜子、石井千晴、秋田健行、浜本 洋、三田真史、関水和久、植田 正、浜瀬健司
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィーシンポジウム
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    • Author(s)
      末吉里絵、石井千晴、秋田健行、三田真史、植田 正、浜瀬健司
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィーシンポジウム
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  • [Presentation] Simultaneous determination of chiral amino acids in the plasma and brain of DAO deficient rats using a highly selective two-dimensional LC-MS/MS system2022

    • Author(s)
      Chiharu Ishii, Yukiko Shimizu, Takeyuki Akita, Masashi Mita, Tadashi Okamura, Kenji Hamase
    • Organizer
      The 5th International conference of D-amino acid research
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Selective determination of D-amino acids in the rat plasma and urine using a two-dimensional LC-MS/MS system and their regulation by D-amino acid oxidase2022

    • Author(s)
      Chiharu Ishii, Yukiko Shimizu, Takeyuki Akita, Masashi Mita, Tadashi Okamura, Kenji Hamase,
    • Organizer
      32nd International symposium on pharmaceutical and biomedical analysis
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多次元キラルHPLC法による慢性腎臓病の新規診断マーカー探索と実用化の展開2022

    • Author(s)
      石井千晴、古庄仰、山﨑千夏、秋田健行、三田真史、井手友美、木村友則、浜瀬健司
    • Organizer
      第62回日本臨床化学会年次学術集会
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    • Invited
  • [Presentation] 高分離能二次元キラルLC-MS/MSを用いるタンパク質中Asn/AspおよびGln/Glu残基分析2022

    • Author(s)
      竹島華菜子、石井千晴、秋田健行、浜本洋、三田真史、関水和久、村上祐介、植田正、浜瀬健司
    • Organizer
      第33回クロマトグラフィー科学会議
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  • [Presentation] 二次元LC-MS/MSを用いるD-システイン残基の微量分析法開発とペプチド・タンパク質中の含量解析2022

    • Author(s)
      末吉里絵、石井千晴、秋田健行、三田真史、村上祐介、植田正、浜瀬健司
    • Organizer
      第33回クロマトグラフィー科学会議
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  • [Presentation] 光リアクター搭載二次元HPLCを利用するNBD-Trp鏡像異性体の高感度分析法開発2022

    • Author(s)
      山下愛絵、石井千晴、古庄仰、秋田健行、根岸栄一、井本啓史、三田真史、浜瀬健司
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] 各種Pirkle型キラル固定相におけるロイシン連鎖異性体の分離挙動解析2022

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      山部真弓、石井千晴、秋田健行、三田真史、浜瀬健司
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      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] Asn/AspおよびGln/Glu残基を対象とする二次元キラルLC-MS/MS微量分析法開発と実試料における含量解析2022

    • Author(s)
      竹島華菜子、石井千晴、秋田健行、浜本洋、三田真史、関水和久、植田正、浜瀬健司
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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      末吉里絵、石井千晴、秋田健行、三田真史、植田正、浜瀬健司
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      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] タンパク質中Asn/AspおよびGln/Glu残基の微量分析を可能とする高分離能二次元キラルLC-MS/MS法開発2021

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      竹島華菜子、石井千晴、秋田健行、三田真史、植田正、浜瀬健司
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  • [Presentation] 内在性キラルアミノ酸の選択的定量を可能とする二次元LC-MS/MSシステムの開発と哺乳類血中における含量解析2021

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      石井千晴、清水有紀子、秋田健行、三田真史、井手友美、岡村匡史、浜瀬健司
    • Organizer
      クロマトグラフィー次世代技術セミナー2021
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  • [Presentation] 哺乳類血中キラルアミノ酸の精密定量を可能とする二次元LC-MS/MS法の開発とD-アミノ酸酸化酵素欠損による含量変化2021

    • Author(s)
      石井千晴、清水有紀子、秋田健行、三田真史、井手友美、岡村匡史、金野柳一、浜瀬健司
    • Organizer
      第16回D-アミノ酸学会学術講演会
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  • [Presentation] タンパク質中のシステイン残基を対象とするキラル識別微量分析法開発2021

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      末吉里絵、石井千晴、秋田健行、三田真史、植田正、浜瀬健司
    • Organizer
      第33回バイオメディカル分析科学シンポジウム
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  • [Presentation] Development of a two-dimensional LC-MS/MS system for the selective determination of intrinsic chiral amino acids and application to mammalian plasma2021

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      Chiharu ISHII, Yukiko SHIMIZU, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Tomomi IDE, Tadashi OKAMURA, Kenji HAMASE
    • Organizer
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  • [Presentation] 二次元LC-MS/MSシステムを用いる哺乳類血中キラルアミノ酸の精密含量解析2021

    • Author(s)
      石井千晴、清水有紀子、秋田健行、三田真史、井手友美、岡村匡史、浜瀬健司
    • Organizer
      第28回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2021 Research-status Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2024-01-30  

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