Physical properties and molecular regulation of TRIM-type ubiquitin ligases

• Project Area: New frontier for ubiquitin biology driven by chemo-technologies
• Project/Area Number: 21H00266
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 畠山 鎮次 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70294973)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: ユビキチン / TRIMタンパク質 / 基質

Outline of Research at the Start

TRIMファミリーはRING型E3ユビキチンリガーゼの一つのファミリー（ヒトでは約７０種）であり、様々な機能（がん、免疫、発生、オートファジーなどの制御）に関与することが報告されている。本研究の目的は、TRIMタンパク質の「タンパク質」としての物理化学的な性質（物性）を解析することで機能との関連性を検討し、将来的には創薬研究への知見を集積することである。

Outline of Annual Research Achievements

「ユビキチン化」はタンパク質分解を制御する翻訳後修飾であり、多くの生命現象（タンパク質分解のみならず酵素の活性なども制御）を支える極めて重要な翻訳後修飾の一つである。TRIMタンパク質ファミリーの多様性と機能：TRIMファミリーはRING型E3ユビキチンリガーゼの一つのファミリー（ヒトでは約７０種）であり、様々な機能（がん、免疫、発生、オートファジーなどの制御）に関与することが報告されている。本研究の目的は、TRIMタンパク質の「タンパク質」としての物理化学的な性質（物性）を解析することで機能との関連性を検討し、将来的には創薬研究への知見を集積することである。TRIMタンパク質の機能を解明するためには、その基質タンパク質を同定することと、およびTRIMタンパク質の構造を決定することが重要となる。
具体的には、ユビキチン化タンパク質を精製することに優れたポリユビキチン鎖に高親和性結合を示す人工タンパク質TUBE（Tandem Ubiquitin Binding Entity）を用いた。本研究で用いるユビキチン関基質の新規同定法において、①FLAGタグ、②ユビキチン高親和性人工タンパク質（TUBE）、③TRIMタンパク質（E3酵素）の3つのドメインを融合した人工タンパク質である精製用プローブを用いた。本年度は、シグナル伝達・選択的オートファジー・DNA修復・ERAD等に関与すると考えられているTRIMタンパク質を中心に、質量分析器（Hybrid IonTrap-Orbitrap LC-MS）を使用し、ユビキチン化基質タンパク質の同定を試み、複数のTRIMタンパク質に関して、基質タンパク質候補を同定し、各TRIMタンパク質の機能解析を進めた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] TRIM27 expression is associated with poor prognosis in sinonasal mucosal melanoma (2023)
  • Author(s): Kimura S、Suzuki M、Nakamaru Y、Kano S、Watanabe M、Honma A、Nakazono A、Tsushima N、Hatakeyama S、Homma A
  • Journal Title: Rhinology Journal Volume: - Issue: 0 Pages: 0-0
  • DOI: 10.4193/rhin22.405
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TRIM22 negatively regulates MHC-II expression (2022)
  • Author(s): Inoue Ayano、Watanabe Masashi、Kondo Takeshi、Hirano Satoshi、Hatakeyama Shigetsugu
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research Volume: 1869 Issue: 10 Pages: 119318-119318
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2022.119318
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Curcumin partly prevents ISG15 activation via ubiquitin-activating enzyme E1-like protein and decreases ISGylation (2022)
  • Author(s): Oki Nodoka、Yamada Shino、Tanaka Tamaki、Fukui Hiromi、Hatakeyama Shigetsugu、Okumura Fumihiko
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 625 Pages: 94-101
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.08.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Loss of FAM83H promotes cell migration and invasion in cutaneous squamous cell carcinoma via impaired keratin distribution (2021)
  • Author(s): Tokuchi Keiko、Kitamura Shinya、Maeda Takuya、Watanabe Masashi、Hatakeyama Shigetsugu、Kano Satoshi、Tanaka Shinya、Ujiie Hideyuki、Yanagi Teruki
  • Journal Title: Journal of Dermatological Science Volume: 104 Issue: 2 Pages: 112-121
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2021.09.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluticasone Propionate Suppresses Poly(I:C)-Induced ACE2 in Primary Human Nasal Epithelial Cells (2021)
  • Author(s): Nakazono Akira、Nakamaru Yuji、Ramezanpour Mahnaz、Kondo Takeshi、Watanabe Masashi、Hatakeyama Shigetsugu、Kimura Shogo、Honma Aya、Wormald P. J.、Vreugde Sarah、Suzuki Masanobu、Homma Akihiro
  • Journal Title: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology Volume: 11 Pages: 655666-655666
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.655666
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Role of intracellular zinc in molecular and cellular function in allergic inflammatory diseases (2021)
  • Author(s): Suzuki Masanobu、Suzuki Takayoshi、Watanabe Masashi、Hatakeyama Shigetsugu、Kimura Shogo、Nakazono Akira、Honma Aya、Nakamaru Yuji、Vreugde Sarah、Homma Akihiro
  • Journal Title: Allergology International Volume: 70 Issue: 2 Pages: 190-200
  • DOI: 10.1016/j.alit.2020.09.007
  • NAID: 130008024307
  • ISSN: 1323-8930, 1440-1592
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] TRIMタンパク質の機能と多様な疾患への関与 (2022)
  • Author(s): 畠山鎮次
  • Organizer: ATAGO Respiratory Expert Seminar
  • Invited