2010 Fiscal Year Annual Research Report

定量プロテオミクスによる脱ユビキチン化酵素の網羅的基質探索

Research Project

Project/Area Number	21710200
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	太田一寿東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (00322727)
Keywords	出芽酵母 / ユビキチン / プロテオミクス / 質量分析
Research Abstract	脱ユビキチン化酵素はユビキチンC末が形成するペプチド結合やイソペプチド結合を加水分解することによりユビキチン化蛋白質の運命決定や細胞内遊離ユビキチン総量の維持に関与しており、ヒトにおいてはある種の癌や神経変性疾患の原因遺伝子であることが明らかになっている。各々の脱ユビキチン化酵素の機能解明は重要な課題だが、その鍵になる特異的基質同定は一般的に困難が伴う。この課題に我々はポリユビキチン化蛋白質を優先的に濃縮できる「パラレルアフィニティタグ精製(PAP)法」とその発展技術であり、サンプル間でのユビキチン化状況の僅かな違いまで相対比として把握できるSILAC-PAP-MS解析システムを用いて挑戦した。具体的には、出芽酵母のゲノム上にコードされるすべてのUSP型脱ユビキチン化酵素に関して特異的基質の同定を試みた。前年度は16種類の脱ユビキチン化酵素欠損株を用いたSILAC-PAP-MS解析を行い、771種類、のべ3426個のユビキチン化蛋白質を同定し、126種類、のべ536種類のユビキチン化蛋白質の相対定量に成功した。この相対定量値をもとに27の酵素-基質ペアと67の酵素-準基質ペアを選定し、部分的に確認作業を行った。 22年度は前年度から引き続いての酵素-基質関係確認作業に加え、特に重要だと予想されるペアに関しては生物学的な意義を探る個別研究を行った。今のところ非常に興味深い知見が得られており、本申請で採用したアプローチの有用性・新規性が再確認できている。