2012 Fiscal Year Annual Research Report
マルチ翻訳後修飾プロテオミクスによる代謝・転写システムの大規模解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites |
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| Project/Area Number |
24116513
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
石濱 泰 京都大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (30439244)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 翻訳後修飾 / プロテオーム / 代謝 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独自のリン酸化プロテオーム解析システムにアセチル化等の修飾を加えたマルチ翻訳後修飾プロテオーム計測システムを確立する。転写制御タンパク群および代謝酵素群にフォーカスした試料前処理法の開発と併せ、代謝および転写システムをマルチ翻訳後修飾の観点から俯瞰する大規模計測システムを確立し、既知情報にとらわれない不偏的マルチ翻訳後修飾発見研究を行い、代謝および転写システムにおける翻訳後修飾タンパク質の分子基盤を明らかにすることを目的とする。初年度は、計画通り、測定プラットフォームの確立を中心に行った。リン酸化については、チロシンリン酸化に焦点をあてた新たな濃縮方法の検討を行い、化学反応を利用する方法および化学的濃縮と抗体による濃縮を組み合わせた方法を確立した。マウス10臓器に対して大規模解析を行い、1200種のチロシンリン酸化サイトを含む約20000種のリン酸化サイトを同定することに成功した。更に一般的にリン酸化タンパク質含量の低いバクテリアのリン酸化プロテオミクスのための前処理法の検討を行い、現法の約10倍濃縮効率を高めた方法を確立した。大腸菌に適用したところ、約1000種のユニークリン酸化ペプチドを同定することができた。アセチル化について、従来より報告のあった抗体による濃縮法に加え、化学反応を組み合わせた方法をほぼ確立した。 これにより濃縮抗体の有するバイアスを除去可能となり、より幅広いアセチローム解析が可能となった。モノリスカラムを用いたLC-MS分析系を最適化し、ヒトiPS細胞プロテオーム解析（線維芽細胞を参照試料に設定）に適用したところ、約9500タンパク質をプロファイルすることに成功した。詳細にデータを解析した結果、今までにタンパク質として検出されたことがなく、しかもiPS細胞に選択的に発現が認められた転写因子が５種含まれていることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に計画していた研究項目は、リン酸化、アセチル化（抗体法、化学法）、メチル化、試料前処理法および深化LC-MSである。このうち、リン酸化は期待以上の成果があがっており、またアセチル化についても抗体法、化学法とも目途がたった。メチル化については遅れているが、バクテリアに対する試料前処理法、深化LC-MS法も着実に進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、手法の最適化をはかりながら、大規模解析を始める。iPS細胞については、転写因子に的を絞った解析を行うとともに、リン酸化、アセチル化の大規模解析を行い、転写・代謝におけるクロストーク制御について検討を行う。また、バクテリアについては、特に代謝に焦点を絞り、リン酸化およびアセチル化がおよぼす影響を定量的に解析する計画である。メチル化については、方法が確立次第、上記の大規模解析に組み入れる。
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[Journal Article] Metabolomic profiling of lung and prostate tumor tissues by capillary electrophoresis time-of-flight mass spectrometry2013
Author(s)
Kami K, Fujimori T, Sato H, Sato M, Yamamoto H, Ohashi Y, Sugiyama N, Ishihama Y, Onozuka H, Ochiai A, Esumi H, Soga T, Tomita M.
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Journal Title
Metabolomics
Volume: 9(2)
Pages: 444-53
DOI
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[Journal Article] LATS1/WARTS phosphorylates Myosin Phosphatase-Targeting Subunit 1 to counteract Polo-like Kinase 12012
Author(s)
Chiyoda T, Sugiyama N, Shimizu T, Naoe H, Kobayashi Y, Ishizawa J, Arima Y, Tsuda H, Ito M, Kaibuchi K, Aoki D, Ishihama Y, Saya H, Kuninaka S.
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Journal Title
J Cell Biol.
Volume: 197(5)
Pages: 625-41
DOI
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[Journal Article] Phosphoproteomic Analysis of Rhodopseudomonas palustris Reveals the Role of Pyruvate Phosphate Dikinase Phosphorylation in Lipid Production.2012
Author(s)
Hu CW, Lin MH, Huang HC, Ku WC, Yi TH, Tsai CF, Chen YJ, Sugiyama N, Ishihama Y, Juan HF, Wu SH
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Journal Title
J Proteome Res
Volume: 11
Pages: 5362-75
DOI
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[Presentation] Pyruvate Phosphate Dikinase Phosphorylation Increases Lipid Production in Rhodopseudomonas palustris: a Phosphoproteomic Analysis2012
Author(s)
C.-W. Hu, M.-H. Lin, T.-H. Yi, H.-C. Huang, W.-C. Ku, C.-F. Tsai, Y.-J. Chen, N. Sugiyama, Y. Ishihama, H.-F. Juan, S.-H. Wu
Organizer
19th International Mass Spectrometry Conference
Place of Presentation
京都国際会館（京都）
Year and Date
2012-09-15 – 2012-09-21
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