The search for novel biomarkers by comprehensive identification of human lipid modified proteins

• Project/Area Number: 26450125
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: UTSUMI TOSHIHIKO 山口大学, 創成科学研究科, 教授 (20168727)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: N-ミリストイル化 / プレニル化 / バイオマーカー探索 / 網羅的探索 / タンパク質脂質修飾 / タンパク質翻訳後修飾 / 細胞情報伝達 / 脂質修飾 / 網羅的解析

Outline of Final Research Achievements

In this study, to search for novel lipid modified proteins that can be applied for molecular biomarkers, we have established the strategy to identify the novel lipid modified proteins from human proteome by using metabolic labeling method performed in the insect cell-free protein synthesis system. By using this strategy, we next tried the comprehensive identification of human N-myristoylated proteins from whole human proteins listed in UniProt protein database. As a result, 171 novel N-myristoylated proteins were found from all human proteins. These novel N-myristoylated proteins contain not only physiologically important proteins mainly involved in the signal transduction pathways but also many disease-associated proteins that can be applied for molecular biomarkers.

Research Products

• [Journal Article] Identification of dually acylated proteins from complementary DNA resources by cell-free and cellular metabolic labeling. (2016)
  • Author(s): Moriya K, Kimoto M, Matsuzaki K, Kiwado A, Takamitsu E, Utsumi T
  • Journal Title: Analytical Biochemistry Volume: 511 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.ab.2016.07.025
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Phytoestrogen Suppresses Efflux of the Diagnostic Marker Protoporphyrin IX in Lung Carcinoma. (2016)
  • Author(s): Fujita H, Nagakawa K, Kobuchi H, Ogino T, Kondo Y, Inoue K, Shuin T, Utsumi T, Utsumi K, Sasaki J, Ohuchi H.
  • Journal Title: Cancer Res Volume: 76 Issue: 7 Pages: 1837-1846
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-15-1484
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Role of Protein <i>N</i>-Myristoylation on a Wide Variety of Biological Processes (2016)
  • Author(s): 内海俊彦, 守屋康子
  • Journal Title: KAGAKU TO SEIBUTSU Volume: 54 Issue: 7 Pages: 484-492
  • DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.54.484
  • NAID: 130006772569
  • ISSN: 0453-073X, 1883-6852
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Homozygous mutation of STXBP5L explains an autosomal recessive infantile-onset neurodegenerative disorder. (2015)
  • Author(s): R. Kumar, M.A. Corbett, N.JC. Smith, L.A. Jolly, C. Tan, D.J. Keating, M.D. Duffield, T. Utsumi, K. Moriya, K.R. Smith, A. Hoischen, K. Abbott, M.G. Harbord, A.G. Compton, J.A. Woenig, P. Arts, M. Kwint, N. Wieskamp, S. Gijsen, J.A. Veltman, M. Bahlo, J.G. Gleeson, E. Haan, J. Gecz.
  • Journal Title: Human Molecular Genetics Volume: 24 Issue: 7 Pages: 2000-2010
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu614
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of novel human N-myristoylated proteins from human complementary DNA resources by cell-free and ellular metabolic labeling analyses. (2015)
  • Author(s): Emi Takamitsu, Motoaki Otsuka, Tatsuki Haebara, Manami Yano, Kanako Matsuzaki, Hirotsugu Kobuchi, Koko Moriya, Toshihiko Utsumi.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 10 Issue: 8 Pages: e0136360-e0136360
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0136360
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cellular localization of CoPK12, a Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase in mushroom Coprinopsis cinerea, is regulated by N-myristoylation and limited proteolysis. (2014)
  • Author(s): Kaneko K, Tabuchi M, Sueyoshi N, Ishida A, Utsumi T, Kameshita I
  • Journal Title: Journal of Biochemistry Volume: in press Issue: 1 Pages: 51-61
  • DOI: 10.1093/jb/mvu018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell-free identification of novel N-myristoylated proteins from complementary DNA resources using bioorthogonal myristic acid analogues. (2014)
  • Author(s): Takamitsu E, Fukunaga K, Iio Y, Moriya K, Utsumi T.
  • Journal Title: Anal. Biochem. Volume: 464 Pages: 83-93
  • DOI: 10.1016/j.ab.2014.07.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Cell-Free Translocation System Using Extracts of Cultured Insect Cells to Yield Functional Membrane Proteins (2014)
  • Author(s): Toru E., Kei N., Yoko S., Satomi S., Keishi A., Satoshi S., Masaaki I., Takahiro H., Gunnar V. H., Toshihiko U., Keietsu A., Eiji A. and Nobuyuki U.
  • Journal Title: Pros One Volume: 9 Issue: 12 Pages: e112874-e112874
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0112874
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 網羅的探索により見出したN-ミリストイル化された多重回膜貫通タンパク質の解析 (2017)
  • Author(s): 黄波戸亜哉, 松崎嘉奈子, 守屋康子, 内海俊彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ミトコンドリア外膜タンパク質SAMM50 と特異的に相互作用するN-ミリストイル化タンパク質の解析 (2016)
  • Author(s): 松崎嘉奈子, 岩永友花, 黄波戸亜哉, 守屋康子, 小渕浩嗣, 内海俊彦
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] ヘム代謝制御に基づく光感受性物質protoporphyrin IX蓄積機構の研究 (2016)
  • Author(s): 藤田洋史, 永川恵介, 小渕浩嗣, 荻野哲也, 近藤洋一, 井上 啓史, 執印太郎, 内海俊彦, 内海耕慥, 佐々木順造, 大内淑代
  • Organizer: 第 69 回日本酸化ストレス学会学術集会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-08-30
• [Presentation] Lipidation of Arabidopsis CPK6 promotes the plasma membrane targeting and the stomata closure mediated by activation of SLAC1 in Arabidopsis guard cells. (2016)
  • Author(s): Saito S, Hamamoto S, Sato Y, Uozumi N, Hashimoto K, Kudla J, Utsumi T, Moriya K, Tozawa Y, and Yamauchi S.
  • Organizer: International workshop on Plant Membrane Biology
  • Place of Presentation: Annapolis, USA
  • Year and Date: 2016-06-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒト多重回膜貫通タンパク質に生ずるタンパク質 N-ミリストイル化の解析 (2016)
  • Author(s): 黄波戸亜哉, 仁戸田紗希, 守屋康子, 内海俊彦
  • Organizer: 第 57 回 日本生化学会 中国・四国支部例会
  • Place of Presentation: 高知大学医学部（高知県南国市）
  • Year and Date: 2016-05-27
• [Presentation] N-ミリストイル化されたミトコンドリアタンパク質 SAMM50, TOMM40, CHCHD3, CHCHD6 の間に生ずる相互作用の解析 (2016)
  • Author(s): 松崎嘉奈子, 岩永友花, 守屋康子, 小渕浩嗣, 内海 俊彦
  • Organizer: 第 57 回 日本生化学会 中国・四国支部例会
  • Place of Presentation: 高知大学医学部（高知県南国市）
  • Year and Date: 2016-05-27
• [Presentation] シロイヌナズナ CBL5 の発現解析と脂質修飾による細胞内局在調節機構の解析 (2016)
  • Author(s): 竹林昂亮、齋藤俊也、内海俊彦、守屋康子、加藤恵、佐藤陽子、武藤潤、越智直樹、橋本研志、Katrin Held、Jorg Kudla、上田実、横山隆亮、西谷和彦、浜本晋、魚住信之
  • Organizer: 第５７回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学上田キャンパス (岩手県盛岡市)
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] シロイヌナズナ CPK の脂質修飾による細胞内局在調節およひ輸送体活性調節の解析 (2016)
  • Author(s): 齋藤俊也、浜本晋、内海俊彦、守屋康子、松浦愛子、佐藤陽子、野口寛人、戸澤譲、山内清司、橋本 研志、Jorg Kudla、魚住信之
  • Organizer: 第５７回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学上田キャンパス (岩手県盛岡市)
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] タンパク質N末端配列情報に基づくヒトN-ミリストイル化タンパク質の網羅的探索 (2015)
  • Author(s): 矢野愛美、大塚基顕、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド (兵庫県神戸市)
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] ミトコンドリア外膜タンパク質 SAMM50 および TOMM40 に生ずるN-ミリストイル化の解析 (2015)
  • Author(s): 松崎嘉奈子、高光恵美、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド (兵庫県神戸市)
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 無細胞タンパク質合成系における代謝標識法を用いた ヒトN-ミリストイル化タンパク質の網羅的同定の試み (2015)
  • Author(s): 矢野愛美、大塚基顕、高光恵美、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 第56回 日本生化学会 中国・四国支部例会
  • Place of Presentation: 島根大学大学会館（島根県松江市）
  • Year and Date: 2015-05-29
• [Presentation] ミトコンドリア外膜タンパク質 SAMM50 および TOMM40 に生ずるN-ミリストイル化の解析 (2015)
  • Author(s): 松崎嘉奈子、高光恵美、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 第56回 日本生化学会 中国・四国支部例会
  • Place of Presentation: 島根大学大学会館（島根県松江市）
  • Year and Date: 2015-05-29
• [Presentation] ミトコンドリア外膜タンパク質SAMM50に生ずるタンパク質 N‐ミリストイル化の解析 (2015)
  • Author(s): 高光恵美、飯尾雄介、福永和貴、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] シグナルペプチドに生ずるタンパク質 N-ミリストイル化の解析 (2015)
  • Author(s): 南風原 樹、大塚 基顕、林田 真梨子、高光 恵美、守屋 康子、内海 俊彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] シロイヌナズナにおけるIAN family 遺伝子の分子生物学的および形態学的解析 (2015)
  • Author(s): 久場遥、上野可南子、塩田真友、玉栄空輝、藤山加奈子、田代淳、市原直己、高坂智之、内海俊彦、山田守
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 無細胞タンパク質合成系におけるクリックケミストリーによる蛍光標識法を用いた新規ヒトN-ミリストイル化タンパク質の同定 (2014)
  • Author(s): 高光恵美、福永和貴、飯尾雄介、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] シグナルペプチドに生じるN-ミリストイル化の解析 (2014)
  • Author(s): 南風原樹、高光恵美、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2014年度中四国支部大会
  • Place of Presentation: 徳島大学常三島キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-26 – 2014-09-27
• [Presentation] Click chemistryを用いたin vitro及びin vivo代謝標識法による脂質修飾タンパク質の検出 (2014)
  • Author(s): 林田真梨子、高光恵美、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2014年度中四国支部大会
  • Place of Presentation: 徳島大学常三島キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-26 – 2014-09-27
• [Presentation] 細胞周期制御タンパク質CDCA3はN-ミリストイル化されている (2014)
  • Author(s): 矢野愛美、大塚基顕、高光恵美、守屋康子、内海俊彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2014年度中四国支部大会
  • Place of Presentation: 徳島大学常三島キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-26 – 2014-09-27
• [Presentation] cDNAリソースと無細胞タンパク質合成系を用いた脂質修飾タンパク質の網羅的探索と機能解析 (2014)
  • Author(s): 内海俊彦
  • Organizer: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ワークピア横浜
  • Year and Date: 2014-06-25 – 2014-06-27
  • Invited
• [Remarks] 山口大学農学部 生物機能科学科 内海俊彦
  • URL: http://www.agr.yamaguchi-u.ac.jp/member/utsumi/index.html
• [Remarks] 山口大学農学部 生物機能科学科 内海俊彦
  • URL: http://www.agr.yamaguchi-u.ac.jp/member/utsumi/index.html
• [Remarks] 内海俊彦
  • URL: http://www.agr.yamaguchi-u.ac.jp/member/utsumi/index.html