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2011 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質リン酸化修飾イメージングの超高感度化とオミクス技術への展開

Publicly Offered Research

Project AreaRegulation of signal transduction by post-translational modifications and its pathogenic dysregulation
Project/Area Number 23117522
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

木下 英司  広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (80304418)

Keywordsフォスタグ / 翻訳後修飾 / リン酸化 / シグナル伝達 / プロテオーム / キナーゼ / ホスファターゼ / ペプチドアレイ
Research Abstract

近年,蛋白質リン酸化反応の検出技術は,癌などの分子標的薬のスクリーニング法として注目を集めている。よって,生体内のごく僅かな蛋白質リン酸化反応を網羅的にプロファイルできる,より特異的で,かつ,超高感度な分析技法の開発が急務である。申請者はリン酸基を特異的に捕捉する亜鉛錯体(フォスタグ)に1分子のビオチンを導入したリン酸基認識素子を既に開発している。本研究では,これを改変させることで,既存の機器や発光試薬を改良することなく検出感度を飛躍的に高めることを目指す。当該年度では,複数のビオチン分子を導入した新規誘導体の合成とその機能性の検証を試みた。以下に研究の成果を列記する。
1)新規誘導体の合成
本研究で新たに2分子,4分子のビオチンが導入されたフォスタグ誘導体を合成し,それぞれBTL-108,BTL-109と名付けた。さらには,ビオチン分子とフォスタグ間のスペーサー分子として,エチレングリコールが12分子繋がったPEG12を導入したBTL-111を合成した。合成した3種のビオチン化フォスタグを用いて,標品リン酸化タンパク質を試料としたウェスタン解析による比較検討を行った結果,スペーサーを長くしたBTL-111では,検出感度が有意に向上することが認められた。
2)ペプチドマイクロアレイチップ技術への応用
上記の新規誘導体をキナーゼプロファイリングを指向したペプチドマイクロアレイチップ技術に応用した。その結果,従来法では検出できなった細胞内蛋白質リン酸化反応が,長いスペーサー分子を導入したBTL-111により可能となった。
以上より,本アッセイ法が,複雑なリン酸化シグナルを短時間で一網打尽とするキナーゼ/ホスファターゼの活性プロファイリング法として,あるいはハイスループットなキナーゼ/ホスファターゼの阻害剤スクリーニング法として,今後大きく貢献できることを期待する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

新規フォスタグ誘導体を合成し,それが従来の誘導体と比較してより高感度なリン酸基認識プローブとして活用できることを見出した。さらには,ペプチドマイクロアレイチップ技術への応用も可能であることを証明した。

Strategy for Future Research Activity

今後は,ティッシュアレイチップ等のラボオンチップ技術にも応用することで,簡便,かつ,高効率に蛋白質リン酸化反応を検出する新しいリン酸化プロテオミクスのためのアプリケーションに展開していく。

  • Research Products

    (22 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (8 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Highly sensitive detection of protein phosphorylation by using improved Phos-tag Biotin2012

    • Author(s)
      Kinoshita, E.
    • Journal Title

      Proteomics

      Volume: 12 Pages: 932-937

    • DOI

      10.1002/pmic.201100639.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phos-tag SDS-PAGE systems for phosphorylation profiling of proteins with a wide range of molecular masses under neutral pH conditions2012

    • Author(s)
      Kinoshita, E.
    • Journal Title

      Proteomics

      Volume: 12 Pages: 192-202

    • DOI

      10.1002/pmic.201100524

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フォスタグケミストリー2012

    • Author(s)
      木下英司
    • Journal Title

      生物物理化学

      Volume: 56 Pages: s3-s7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 今後の展望1中性条件で泳動を行う改良型Phos-tag SDS-PAGEを用いたリン酸化タンパク質解析2012

    • Author(s)
      木下恵美子
    • Journal Title

      生物物理化学

      Volume: 56 Pages: s41-s44

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 今後の展望2蛍光性Phos-tagを用いたタンパク質リン酸化反応の解析法2012

    • Author(s)
      木下英司
    • Journal Title

      生物物理化学

      Volume: 56 Pages: s45-s49

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] プロトコール集フォスタグテクノロジーを用いたリン酸化タンパク質解析法2012

    • Author(s)
      木下恵美子
    • Journal Title

      生物物理化学

      Volume: 56 Pages: S51-s75

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Separation and identification of four distinct serine-phosphorylation states of ovalbumin by Phos-tag affinity electrophoresis2012

    • Author(s)
      Kinoshita-Kikuta, E.
    • Journal Title

      Electrophoresis

      Volume: 33(In press)

    • DOI

      10.1002/elps.201100518

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Phos-tag-based fluorescence resonance energy transfer system for the analysis of the kinase reaction of a substrate peptide2011

    • Author(s)
      Somura, M.
    • Journal Title

      Anal.Methods

      Volume: 3 Pages: 1303-1309

    • DOI

      10.1039/C1AY05016H

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ca^<2+>-dependent in vivo protein phosphorylation and encystment induction in the ciliated protozoan Colpoda cucullus2011

    • Author(s)
      Sogame, Y.
    • Journal Title

      Eur.J.Protistol.

      Volume: 47 Pages: 208-213

    • DOI

      10.1016/j.ejop.2011.02.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Possible involvement of cAMP and protein phosphorylation in the cell signaling pathway for resting cyst formation of ciliated protozoan Colpoda cucullus2011

    • Author(s)
      Sogame, Y.
    • Journal Title

      Acta Protozool.

      Volume: 50 Pages: 71-79

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リン酸化生体分子解析のためのPhos-tagテクノロジー2012

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第610回九州大学生医研セミナー
    • Place of Presentation
      博多市(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-23
  • [Presentation] Phos-tagがもたらす蛋白質リン酸化解析のブレークスルー2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-13
  • [Presentation] Phos-tag親和電気泳動法の開発2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第62回日本電気泳動学会(第50回児玉賞受賞講演)
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2011-11-12
  • [Presentation] 改良型Phos-tag Biotinの開発とその応用2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第62回日本電気泳動学会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2011-11-12
  • [Presentation] Phos-tagによるタンパク質リン酸化修飾の高感度検出2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      QCM研究会
    • Place of Presentation
      東京都千代田区(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] リン酸化プロテオミクスに向けたPhos-tagテクノロジーの奥義2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第63回日本生物工学会
    • Place of Presentation
      東京都小金井市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] Phos-tagを用いた分子イメージングとリン酸化シグナル研究2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第84回日本生化学会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2011-09-24
  • [Presentation] 改良型Phos-tag Biotinを用いたペプチドマイクロアレイ解析による蛋白質リン酸化反応プロファイリング2011

    • Author(s)
      木下英司
    • Organizer
      第9回日本プロテオーム学会
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2011-07-29
  • [Book] 実験医学増刊号,羊土社2012

    • Author(s)
      木下英司
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      リン酸基アフィニティ電気泳動法(Phos-tag SDS-PAGE)を用いたタンパク質リン酸化修飾の高感度検出
  • [Book] DNA Replication and Mutation, Nova Science Publishers2011

    • Author(s)
      Kinoshita, E.
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      Gel-Based Methods using DNA-Binding Zinc(II) Complexes for the Detection of DNA Mutations
  • [Remarks]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/tkoike/index.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://www.phos-tag.com/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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