タンパク質に隠された新しい生理活性ペプチド「クリプタイド」の探索と生理機能の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25350971
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: 向井 秀仁 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (20251027)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木曽 良明 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 客員教授 (40089107)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: クリプタイド / マイトクリプタイド / 生理活性ペプチド / Gタンパク質共役受容体 / 好中球 / 自然炎症 / 中和抗体 / 拮抗阻害ペプチド

Outline of Annual Research Achievements

我々は最近、ミトコンドリアタンパク質由来の好中球を活性化する新しい２種類の生理活性ペプチドであるマイトクリプタイド-1（MCT-1）ならびにマイトクリプタイド-2（MCT-2）を生体組織より単離・同定した。またミトコンドリアタンパク質から産生される断片化ペプチドの中に、好中球活性化能を持つ多数の生理活性ペプチドが存在し、好中球の生理的挙動がこれら多数の活性ペプチドによって制御されている可能性が高いことを明らかにした。そこで本研究では、さらに新規マイトクリプタイドを同定すること、それらの情報伝達機構および生理的存在意義と病態との関わりを解明することを目的としているが、本年度の研究の結果、以下の成果を得ることができた。
１）新規マイトクリプタイドの同定：ミトコンドリアDNAにコードされているタンパク質から産生される可能性があるホルミルペプチドを予測し、それらペプチドの好中球様細胞に対する効果を検討した。その結果、MCT-2と同等以上の活性を持つ５種類の新規ホルミルペプチドを同定した。
２）情報伝達機構の解析：昨年度に引き続き、MCT-1、MCT-2ならびに新たに同定したマイトクリプタイド-3（MCT-3）の好中球様細胞活性化における構造活性相関を検討し、それらの受容体活性化に必要で十分な構造単位を明らかにした。
３）生理的機能の解析：すでに昨年度までにMCT-1やMCT-2の生理機能を解析する上で重要なツールとなる、それぞれに対する中和抗体を得ているが、本年度さらにMCT-2に対するペプチド特異的抗体ならびにMCT-3に対する中和抗体を獲得した。またMCT-1およびMCT-2の生体機能を明らかにするため、それらをマウス腹腔内に投与し、様々な免疫細胞の浸潤および活性化を検討した。その結果、MCT-1およびMCT-2が低濃度において好中球の腹腔への浸潤を惹起することが示された。

Research Products

• [Journal Article] Mitocryptide-3: characterization of its receptor molecules (2016)
  • Author(s): Marutani, T., Nakashima, K., Tsutsumi, K., Hattori, T., Nishino, K., Shimizu, T., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Peptide Science Volume: 2015 Pages: 251-252
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of mitocryptide-1 on inflammatory cells in mice (2016)
  • Author(s): Hattori, T., Morikawa, H., Marutani, T., Tsutsumi, K., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Peptide Science Volume: 2015 Pages: 253-254
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mitochondrial protein-derived cryptides: are endogenous N-formylated peptides including mitocryptide-2 components of mitochondrial damage-associated molecular patterns? (2016)
  • Author(s): Marutani, T., Hattori, T., Tsutsumi, K., Koike, Y., Harada, A., Noguchi, K., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Biopolymers: Peptide Science Volume: 106 Pages: in press
  • DOI: 10.1002/bip.22788
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Successful acquisition of a neutralizing monoclonal antibody against a novel neutrophil-activating peptide, mitocryptide-1 (2015)
  • Author(s): Hattori, T., Nakashima, K., Marutani, T., Kiso, Y., Nishi, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 463 Pages: 54-59
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.05.016
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure-activity relationships of mitocryptide-3 on the activation of neutrophilic cells (2015)
  • Author(s): Nakashima, K., Marutani, T., Hattori, T., Noguchi, K., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Peptide Science Volume: 2014 Pages: 175-176
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Investigation of ligand recognition mechanisms of receptors for mitocryptide-1 (2015)
  • Author(s): Tsutsumi, K., Marutani, T., Hattori, T., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Peptide Science Volume: 2014 Pages: 177-178
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mitocryptide-2: structure-activity relationships for the elucidation of ligand recognition mechanisms of formyl-peptide receptor like 1 (2015)
  • Author(s): Marutani, T., Hattori, T., Koike, Y., Harada, A., Watanabe, K., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Peptides Volume: 2014 Pages: 6-8
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Functional analysis of mitocryptides with their neutralizing monoclonal antibodies (2015)
  • Author(s): Hattori, T., Araki, R., Watanabe, K., Marutani, T., Nakashima, K., Nishi, Y., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Journal Title: Peptides Volume: 2014 Pages: 360-361
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] マイトクリプタイド：ミトコンドリアタンパク質配列に隠された一群の免疫調節因子 (2016)
  • Author(s): 向井秀仁、服部竜弥、丸谷飛之、堤光己、木曽良明
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-03-29
  • Invited
• [Presentation] Mitocryptides: candidate factors for neutrophil-activating peptides in mitochondrial DAMPs (2016)
  • Author(s): Hattori, T., Morikawa, H., Yamada, T., Marutani, T., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Organizer: The 8th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
  • Place of Presentation: Suita, Osaka
  • Year and Date: 2016-01-21 – 2016-01-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of receptor molecules for mitocryptides, a novel family of neutrophil-activating peptides derived from mitochondrial proteins (2016)
  • Author(s): Marutani, T., Nakashima, K., Tsutsumi, K., Hattori, T., Nishino, K., Shimizu, T., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • Organizer: The 8th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
  • Place of Presentation: Suita, Osaka
  • Year and Date: 2016-01-21 – 2016-01-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cryptides: endogenous bioactive peptides hidden in protein structures (2016)
  • Author(s): Mukai, H., and Kiso, Y.
  • Organizer: The 8th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
  • Place of Presentation: Suita, Osaka
  • Year and Date: 2016-01-21
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新規好中球活性化ペプチド、mitocryptide-3に対する受容体の同定 (2015)
  • Author(s): 丸谷飛之、中島健太、堤光己、服部竜弥、西野弘大、清水稔弘、木曽良明、向井秀仁
  • 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: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-03
• [Presentation] マイトクリプタイドが免疫細胞に及ぼす影響の解析 (2015)
  • Author(s): 服部竜弥、森川広樹、丸谷飛之、堤光己、西義介、木曽良明、向井秀仁
  • 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: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-02
• [Presentation] 新規好中球活性化ペプチド、マイトクリプタイド-1の構造活性相関の検討 (2015)
  • Author(s): 堤光己、丸谷飛之、服部竜弥、清水稔弘、木曽良明、向井秀仁
  • 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: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-02
• [Presentation] マイトクリプタイド-3：受容体分子の解析 (2015)
  • Author(s): 丸谷飛之、中島健太、堤光己、服部竜弥、西野弘大、清水稔弘、木曽良明、向井秀仁
  • Organizer: ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 神奈川県平塚市
  • Year and Date: 2015-11-17
• [Presentation] マイトクリプタイド-1のマウス免疫細胞に対する効果 (2015)
  • Author(s): 服部竜弥、森川広樹、丸谷飛之、堤光己、木曽良明、向井秀仁
  • Organizer: ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 神奈川県平塚市
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] 一群の新しい生理活性ペプチド、クリプタイド：からだをコントロールするシャドープレイヤー (2015)
  • Author(s): 向井秀仁
  • Organizer: 日本ペプチド学会市民フォーラム２０１５
  • Place of Presentation: 神奈川県平塚市
  • Year and Date: 2015-11-15
  • Invited
• [Presentation] Mitocryptides: structure-activity relationships of a novel family of neutrophil-activating peptides (2015)
  • Author(s): Mukai, H.
  • Organizer: 5th Modern Solid Phase Peptide Synthesis and its Application Symposium
  • Place of Presentation: Queensland, Australia
  • Year and Date: 2015-10-23
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Mitocryptides: physiological and pathophysiological significance of a novel family of neutrophil-activating peptides (2015)
  • Author(s): Mukai, H.
  • Organizer: 14th International Congress on Amino Acids, Peptides and Proteins
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2015-08-04
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] ホルモンから見た生命現象と進化第７巻第４章 (2016)
  • Author(s): 向井秀仁
  • Total Pages: 印刷中
  • Publisher: 裳華房
• [Remarks] 長浜バイオ大学ペプチド科学研究室
  • URL: http://b-lab.nagahama-i-bio.ac.jp/~h_mukai/
• [Remarks] 長浜バイオ大学教員紹介
  • URL: http://www.nagahama-i-bio.ac.jp/research/