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Identification of functional protein phosphorylation state using Phos-tag diagonal electrophoresis and its application to understand metabolic disorders

Research Project

Project/Area Number 21K21247
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionNiigata University (2022-2023)
Gunma University (2021)

Principal Investigator

Satoh Aoi  新潟大学, 医学部, 技術職員 (10808752)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsPhos-tag対角線電気泳動 / 生活習慣病 / リン酸化タンパク質 / Phos-tag対角線電気泳動法
Outline of Research at the Start

本研究では、生活習慣病に係る変動可能で機能的なタンパク質のリン酸化部位を明らかにし、新たな治療標的へと発展させる。そのために、
(1)タンパク質のリン酸化状態を評価できる新規手法であるPhos-tag対角線電気泳動法でマウス組織あるいは培養細胞から得たサンプルを用いて評価できるのか明らかにする。
(2)肥満や糖尿病モデルマウスの肝臓・脂肪組織・膵島等の代謝組織からタンパク質を抽出し、Phos-tag対角線電気泳動により、生活習慣病や代謝状態により変化する機能的なタンパク質のリン酸化状態の違いを評価することで、タンパク質のリン酸化状態に着目した生活習慣病の新たな治療標的を創出する。

Outline of Final Research Achievements

Phos-tag electrophoresis requires highly specific antibodies or purification of target proteins to detect specific protein phosphorylation. This study revealed that by using Phos-tag diagonal electrophoresis, proteins can be transferred to a PVDF membrane similar to a regular Western blot, allowing to detect the phosphorylation state of any target protein. This enables the identification of functionally phosphorylated states of specific proteins from a diverse range of cellular and tissue-derived proteins. By focusing on protein phosphorylation states as a new perspective, this technique can be applied to elucidate the pathogenesis of various diseases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のPhos-tag電気泳動では特異度の高い抗体や任意タンパク質の精製・単一化を必要としていたが、本研究により、Phos-tag対角線電気泳動法を用いて通常のWestern blotと同様にPVDF膜にタンパク質を転写し、任意のタンパク質のリン酸化状態を検出することができることが明らかとなった。このことより、細胞や組織由来の多種多様なタンパク質の中から任意のタンパク質の機能的なリン酸化状態を検出及び同定することが可能となった。この技術を利用し現在、タンパク質のリン酸化状態という新しい視点に着目して肥満や糖尿病といった生活習慣病の病態解明につなげようとしている。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Uncoupling protein 2 and aldolase B impact insulin release by modulating mitochondrial function and Ca2+ release from the ER2022

    • Author(s)
      Inoue Ryota、Tsuno Takahiro、Togashi Yu、Okuyama Tomoko、Sato Aoi、Nishiyama Kuniyuki、Kyohara Mayu、Li Jinghe、Fukushima Setsuko、Kin Tatsuya、Miyashita Daisuke、Shiba Yusuke、Atobe Yoshitoshi、Kiyonari Hiroshi、Bando Kana、Shapiro A.M. James、Funakoshi Kengo、Kulkarni Rohit N.、Terauchi Yasuo、Shirakawa Jun
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Issue: 7 Pages: 104603-104603

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104603

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Imeglimin Ameliorates β-Cell Apoptosis by Modulating the Endoplasmic Reticulum Homeostasis Pathway2021

    • Author(s)
      Li Jinghe、Inoue Ryota、Togashi Yu、Okuyama Tomoko、Satoh Aoi、Kyohara Mayu、Nishiyama Kuniyuki、Tsuno Takahiro、Miyashita Daisuke、Kin Tatsuya、Shapiro A.M. James、Chew Resilind Su Ern、Teo Adrian Kee Keong、Oyadomari Seiichi、Terauchi Yasuo、Shirakawa Jun
    • Journal Title

      Diabetes

      Volume: 71 Issue: 3 Pages: 424-439

    • DOI

      10.2337/db21-0123

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Remarks] 群馬大学 生体調節研究所 代謝疾患医科学分野 白川研究室ホームページ

    • URL

      https://diabetes.imcr.gunma-u.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 群馬大学 生体調節研究所ホームページ

    • URL

      https://www.imcr.gunma-u.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 群馬大学ホームページ

    • URL

      https://www.gunma-u.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2025-01-30  

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