イネのプロテオーム解析に関する研究-ポストゲノムプロジェクト研究として-

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460004
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 平野 久 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (00275075)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々 英徳 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助手 (50295507) ; 川崎 博史 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助教授 (70169704)
• Keywords: プロテオーム / プロテアソーム / 蛋白質機能 / 蛋白質の動態 / 翻訳後修飾 / 蛋白質間相互作用 / プロテインチップ / イネ

Research Abstract

本研究では、イネに含まれる多種類の蛋白質を同定し、それらの機能と機能ネットワークの解明を目指す。本年度は、種子蛋白質を二次元電気泳動で分離し、発芽過程における動態を調べた。その結果、発芽過程で発現量の変動がみられる蛋白質、すなわち、発芽成長に役割を果たしていると推定される蛋白質を特定することができた。一方、翻訳後修飾と機能との関係を明らかにし、それをデータベース化する目的で、昨年度までにイネの巨大蛋白質複合体プロテアソームの翻訳後修飾を網羅的に解析し、プロテアソームサブユニットのN-アセチル化、N-ミリストイル化、リン酸化などの翻訳後修飾を検出した。そして、N-アセチル化やリン酸化とプロテアソームの蛋白質分解酵素活性に関連があることを明確にした。本年度は、プロテアソームのリン酸化が19S調節因子のATP分解酵素活性に大きな影響を及ぼすことを明らかにすることができた。また、この研究においてイネのプロテアソーム19S調節因子の6つのサブユニットをコードする遺伝子にきわめてよく似た配列をもつ2つの異なった遺伝子(重複遺伝子)が存在することを示したが、本年度、19S調節因子には、実際にこれらの2つの異なった遺伝子から翻訳された2種類の蛋白質が含まれていることを質量分析によって明らかにすることができた。これら2つの重複遺伝子産物は、組織間で発現比率が異なっていることから、組織間の機能的な違いと関連している可能性があると考えられた。なお、本年度は、蛋白質間相互作用を効率的に解析する目的で、新規なダイヤモンド様炭素被膜基板に電気泳動で分離された蛋白質をエレクトロブロッティングによって転写し、プロテインチップを作製する手法を開発した。さらに、基板へ転写された蛋白質に相互作用する蛋白質を結合させ、結合した蛋白質を質量分析装置で同定する方法を開発することができた。

Research Products

• [Publications] Yoshida, Y.: "E3 ubiquitin ligase that recognizes sugar chains"Nature. 418. 438-442 (2002)
• [Publications] Fukuda, M.: "Assessing matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry as a means of rapid embryo protein identification in rice"Electrophoresis. (in press).
• [Publications] Islam, N.: "Proteome analysis of diploid, teteraploid and hexaploid wheat : towards understanding genomic interactions in protein expression"Proteomics. (in press).
• [Publications] Islam, N.: "Characterization of low molecular weight starch granule associated protein in common wheat by proteome approaches"J. Electrophoresis. (in press).
• [Publications] Islam, N.: "Wheat proteomics : Relationship between fine chromosome deletion and protein expression"Proteomics. 3. 307-316 (2003)
• [Publications] yamazaki, T.: "Possibel physiological function and the tertiary structure of a 4-kD peptide in legumes"Eur. J. Biochem.. 270. 1269-1276 (2003)
• [Publications] Kimura, Y.: "N-Terminal modifications of the 19S regulatory particle subunits of the yeast proteasome"Arch. Biochem. Biophys.. 409. 341-348 (2003)
• [Publications] Ushijima, K.: "Self-incompatibility locus encodes pollen-expressed F-box protein in almond (Prunus dulcis)"Plant Cell. 15. 771-781 (2003)
• [Publications] Hagiwara, T.: "Deimination of arginine residues in nucleophosmin/B23 and histones in HL-60 granulocytes"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 290. 979-983 (2002)
• [Publications] Hirano, H.: "Polymorphism of glucose phosphate isomerase from mulberry (Morus spp.)"Jpn. J. Electrophoresis. 46. 15-18 (2002)
• [Publications] Islam, N.: "Proteome approach as an efficient means to identify seed proteins and their fine gene location in wheat(Triticum aestivum L.)"Proteomics. 2. 1146-1155 (2002)
• [Publications] Iwafune, Y.: "Electrophoretic analysis of phosphorylation of the yeast 20S proteasome"Electrophoresis. 23. 329-338 (2002)
• [Publications] Sassa, H.: "A pistil-specific thaumatin/PR 5-like protein gene of Japanese pear (Pyrus serotina) : sequence and promoter activity of the 5' region in transgenic tobacco"Plant Mol.Biol.. 50. 371-377 (2002)
• [Publications] Shibahara, T.: "Identification of the 19S regulatory particle subunits from the rice 26S proteasome"Eur. J. Biochem.. 269. 1474-1483 (2002)
• [Publications] Woo, S.-H.: "Efficient peptide mapping and its application to identify embryo proteins in the rice proteome analysis"Electrophoresis. 23. 647-654 (2002)
• [Publications] Yamamoto, M.: "Axonal transport of puromycin-sensitive aminopeptidase in rat sciatic nerves"Neurosci. Res.. 42. 133-140 (2002)
• [Publications] Islam, N.: "Exploring protein-protein interactions in wheat proteome by manipulating genome composition : a perspective"J. Electrophoresis. (in press).
• [Publications] 平野 久: "プロテオミクス研究の新しい展開"医学のあゆみ. 202. 281-283 (2002)
• [Publications] 岩船裕子: "モデフィコミクスの現状"医学のあゆみ. 202. 295-301 (2002)
• [Publications] 平野 久: "ポストシークエンスタンパク質実験法"東京化学同人,東京. 64-83 (2002)
• [Publications] 平野 久: "注目のプロテオミクスの全貌を知る"羊土社 東京. 181-188 (2003)
• [Publications] 平野 久: "プロテオミクス,方法と病態関連タンパク質の解析"東京化学同人,東京. 177 (2002)
• [Publications] Hirano, H.: "Protein Sequencing protocols, Second Edition"Humana Press. 355-363 (2002)
• [Publications] 平野 久: "プロテオーム発現解析 構造プロテオミクス、蛋白質ネットワークの構造生物学"共立出版 東京. 889-897 (2002)
• [Publications] 平野 久: "プロテオミクス時代のタンパク質研究"羊土社 東京. 45-50 (2002)