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2018 Fiscal Year Research-status Report

タンパク質のリン酸化状態から疾患の病態をプロファイリングするシステムの開発

Research Project

Project/Area Number 18K06596
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

木下 恵美子  広島大学, 医歯薬保健学研究科(薬), 助教 (40379912)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsphos-tag / リン酸化
Outline of Annual Research Achievements

多くの細胞内タンパク質は,リン酸基の着脱によって機能のオン・オフが制御されている。その制御は極めて厳密で,一つのタンパク質に対して複数のキナーゼやフォスファターゼが関わり,秒単位でリン酸化状態を変化させる。したがって,タンパク質のリン酸化状態は細胞がおかれた状態を反映するものであり, それを解析することは疾病の原因究明や治療薬の開発,個別化診断・治療につながると考えられる。申請者は,現在までにリン酸基捕捉分子のPhos-tagを利用した親和性電気泳動法(Phos-tag電気泳動)を用いて,細胞シグナル伝達分子をはじめとした疾患関連タンパク質の細胞内リン酸化状態を調べてきた。Phos-tag泳動パターンは多くの場合バーコードのように複雑で,疾病による遺伝子変異などでそれは変化する。本研究では,各種の疾患関連タンパク質、とくに細胞内シグナル伝達を行うMAPK経路、PI3K/Akt 経路、細胞骨格系タンパク質群、細胞周期を制御するタンパク質群などにおいて、細胞がおかれた環境の変化に対するリン酸化応答をPhos-tag SDS-PAGE を用いて解析し、その画像パターンを収集している。これまでに確立された手法で十分に解析されてた重要なタンパク質であっても、ほとんどのタンパク質において,Phos-tag によってはじめて明らかにされるリン酸化状態が多く存在していることが明らかになってきた。とくに興味深いリン酸化ダイナミクスを示すタンパク質も発見しているので、それについてさらに深く解析を進めるために情報収集を行なっている。集積した多くの画像データの利用法としては、各種疾患における泳動パターンを解析済みのデータと照合することで,疾患の原因や病態をプロファイリングするという新たな診断システムの開発につなげたい。そのために,収集した画像データのデータベース公開の準備を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

疾患関連タンパク質のなかでも重要なシグナル伝達経路を構成する主要なタンパク質,あるいは遺伝子変異と疾病の関連が報告されているタンパク質のリン酸化状態についてPhos-tag泳動パターンを収集している。特に,MAPKシグナル伝達,PI3K/Akt シグナル伝達,細胞骨格制御タンパク質群,細胞周期関連タンパク質群などについては,優れた市販の抗体を利用できるため,順調にパターンの収集が進んでいる。
さらに,Srcチロシンキナーゼファミリーなど,翻訳と同時にミリストイル化を受けるタンパク質について,ミリストイル化とリン酸化の関連性が示唆されるタンパク質があることがわかり,Phos-tag SDS-PAGEを用いて,ミリストイル化に依存したリン酸化状態の変化などについて解析している。したがっておおむね順調に進行している。

Strategy for Future Research Activity

特にミリストイル化されるタンパク質と,そのミリストイル化依存的なリン酸化について,興味深いデータを得ている。ミリストイル化依存的なリン酸化部位の決定や,その部位のリン酸化とタンパク質の機能の関連について追求したい。
また,様々な細胞内タンパク質のリン酸化状態のパターンの収集を行い,これまでに集積した画像データをhttp://phostag.hiroshima-u.ac.jpにおいて公開する予定である。タンパク質名から画像を検索できる機能などを付随させ,データベースとして利用できるように整備したい。

  • Research Products

    (6 results)

All 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A method for profiling the phosphorylation state of tyrosine protein kinases.2018

    • Author(s)
      Yuuki Uezato, Isamu Kameshita, Keiko Morisawa, Shuji Sakamoto, Eiji Kinoshita, Emiko Kinoshita-Kikuta, Tohru Koike, Yasunori Sugiyama,
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      Volume: 1867 Pages: 71-75

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2018.05.003.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increase in constitutively active MEK1 species by introduction of MEK1 mutations identified in cancers.2018

    • Author(s)
      Emiko Kinoshita-Kikuta, Eiji Kinoshita, Sayaka Ueda, Yoko Ino, Yayoi Kimura, Hisashi Hirano, Tohru Koike
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      Volume: 1867 Pages: 62-70

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2018.05.004.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] N-ミリストイル化依存的なタンパク質リン酸化反応のPhos-tag SDS-PAGEを用いた解析法の確立2018

    • Author(s)
      谷川 綾音、木下 恵美子、黄波戸 亜哉、守屋 康子、木下 英司、小池 透、内海 俊彦
    • Organizer
      第59回日本生化学会 中国四国支部例会
  • [Presentation] TAMRA-Phostagを用いたリン酸化タンパク質のゲル染色法2018

    • Author(s)
      草本寛,西村朋世,木下恵美子,木下英司,小池透
    • Organizer
      第69回日本電気泳動学会
  • [Presentation] TAMRA-Phostagを用いたリン酸化タンパク質のゲル染色法2018

    • Author(s)
      草本寛,西村朋世,木下恵美子,木下英司,小池透
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Remarks] Phos-tag SDS-PAGE データ集

    • URL

      http://phostag.hiroshima-u.ac.jp

URL: 

Published: 2019-12-27  

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