疾病特異的な酸化傷害タンパク質検出法の開発と応用

• 研究課題/領域番号: 15310141
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用ゲノム科学
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 小寺 義男 北里大学, 理学部, 講師 (60265733)
• 研究分担者: 前田 忠計 北里大学, 理学部, 教授 (90265728) ; 大石 正道 北里大学, 理学部, 講師 (40233027)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円); 2004年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2003年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
• キーワード: プロテオミクス / 酸化傷害 / タンパク質 / 活性酸素 / 蛍光検出 / ペプチドーム / ペプチド / プロテオーム解析

研究概要

酸化傷害タンパク質検出用試薬TOP(Tags for Oxidized Proteins)を開発した。この試薬はタンパク質中のアルデヒド基と特異的に反応するreactive groupと、酸化傷害タンパク質を精製・濃縮するためのaffinity tagを安定同位体標識可能なlinker regionでつないでいる。組織から抽出したタンパク質混合物に[1]TOPを付加し、[2]affinity columnで精製後、[3]液体クロマトグラフィーまたは電気泳動で分離する。[4]分離したタンパク質を酵素消化して酸化傷害タンパク質を同定するとともに、酸化傷害部位を質量分析計で直接検出する。linker regionに安定同位体標識したTOPを用いることにより、疾病組織と正常組織に含まれる酸化傷害タンパク質量を定量比較するとともに、傷害部位を知ることが出来る。平成15年、16年の2年間でこのTOPに関して特許出願するとともに以下の3点に成功した。
(1)人為的に酸化傷害を与えたペプチドの酸化状態の解析、affinity columnを使ったアルデヒド化されたペプチドの精製。
(2)人為的に酸化傷害を与えたタンパク質のaffinity columnによる精製
(3)安定同位体標識TOPを用いたペプチド混合物中の酸化傷害タンパク質の精製と定量分析
(1)に関しては、8残基のモデルペプチドAngiotensin II(AngII)を使用した。このペプチドを様々な濃度のNaOClで酸化させたところ、非常に多様な酸化状態を示し、約30種類の分子量の異なるAngIIが観測された。この理由は8残基中の6残基が何らかの酸化を受けるためである。この研究で見えてきた酸化傷害の複雑さは酸化傷害タンパク質の定性・定量解析の困難さを物語っている。そこで、現在、TOPをさらに改良したタグの開発に取り掛かっている。

研究成果

• [雑誌論文] A simple method for peptide purification as a basis for peptidome analysis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukutomi T, Kodera Y, Kogo T, Furudate S, Omori A, Maeda T
  • 雑誌名: J.Electrophoresis 49 ページ: 15-21
  • NAID: 10015570325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High molecular mass proteome of androgen independent prostate cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuruma H, Egawa S, Oh-Ishi M, Kodera Y, Satoh M, Chen W, Satoh T, Baba S
  • 雑誌名: Proteomics 5 ページ: 1097-1112
  • NAID: 130006995824
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Curative effect of thyroxine treatment on pancreatic proteomes of the rdw rat having hereditary hypothyroidism (2005)
  • 著者名/発表者名: Satoh M, Sato-Haruta E, Omori A, Oh-Ishi M, Kodera Y, Furudate S-I, Maeda T
  • 雑誌名: Proteomics 5 ページ: 1113-1124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Curative effect of thyroxine treatment on pancreatic proteomes of the rdw rat having hereditary hypothyroidism. (2005)
  • 著者名/発表者名: Satoh, M., Sato-Haruta, E., Omori, A., Oh-Ishi, M., Kodera, Y., Furudate, S-I., Maeda, T.
  • 雑誌名: Proteomics 5 ページ: 1113-1124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High molecular mass proteome of androgen independent prostate cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuruma, H., Egawa, S., Oh-Ishi, M., Kodera, Y., Satoh, M., Chen, W., Satoh, T., Baba, S.
  • 雑誌名: Proteomics 5 ページ: 1097-1112
  • NAID: 130006995824
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Proteome analysis of prostate cancer (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuruma, H., Egawa, S., Oh-Ishi, M., Kodera, Y., Maeda, T.
  • 雑誌名: Prostate Cancer and Prostatic Disease 8 ページ: 14-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A simple method for peptide purification as a basis for peptidome analysis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukutomi, T., Kodera, Y., Kogo, T., Furudate, S., Omori, A., Maeda, T.
  • 雑誌名: J.Electrophoresis 49 ページ: 15-21
  • NAID: 10015570325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of altered protein expression and post-translational modifications in primary colorectal cancer by using agarose two-dimensional gel electrophoresis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga T, Matsushita K, Yamaguchi S, Oh-Ishi M, Kodera Y, Maeda T, Shimada H, Ochiai T, Nomura F
  • 雑誌名: Clin.Cancer Res. 10 ページ: 2007-2014
  • NAID: 130006995830
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Solution structure and functional characterization of SGTx1, a modifier of Kv2.1 channel gating. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lee CW, Kim S, Roh SH, Endoh H, Kodera Y, Maeda T, Kohno T, Wang JM, Swartz KJ, Kim JI
  • 雑誌名: Biochemistry. 43 ページ: 890-897
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of altered protein expression and post-translational modifications in primary colorectal cancer by using agarose two-dimensional gel electrophoresis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga, T., Matsushita, K., Yamaguchi, S., Oh-Ishi, M., Kodera, Y., Maeda, T., Shimada, H., Ochiai, T., Nomura, F.
  • 雑誌名: Clin.Cancer Res. 10 ページ: 2007-2014
  • NAID: 130006995830
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Solution structure and functional characterization of SGTx1, a modifier of Kv2.1 channel gating. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lee, C.W., Kim, S., Roh, S.H., Endoh, H., Kodera, Y., Maeda, T., Kohno, T., Wang, J.M., Swartz, K.J., Kim, J.I.
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 890-897
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Low pKa lysine residues at the active site of sarcosine oxidase from Colynebacterium sp.U-96 (2004)
  • 著者名/発表者名: Mukouyama, E.B., Oguchi, M., Kodera, Y., Maeda, T., Suzuki, H.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Research Comm. 320 ページ: 846-851
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of altered protein expression and post-translational modifications in primary colorectal cancer by using agarose two-dimensional gel electrophoresis (2004)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga T, Matsushita K, Yamaguchi S, Oh-Ishi M, Kodera Y, Maeda T, Shimada H, Ochi
  • 雑誌名: Clin.Cancer Res. 10 ページ: 2007-2014
  • NAID: 130006995830
• [雑誌論文] Solution structure and functional characterization of SGTx1, a modifier of Kv2.1 channel gating (2004)
  • 著者名/発表者名: Lee CW, Kim S, Roh SH, Endoh H, Kodera Y, Maeda T, Kohno T, Wang JM, Swartz KJ, Kim TT
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 890-897
• [雑誌論文] Low pKa lysine residues at the active site of sarcosine oxidase from Corynebacterium sp. U-96 (2004)
  • 著者名/発表者名: Mukouyama E.B., Oguchi M., Kodera Y., Maeda T., Suzuki H
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Research Comm. 320 ページ: 846-851
• [雑誌論文] Proteomic method detects oxidatively induced protein carbonyls in muscles of a diabetes model Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) rat. (2003)
  • 著者名/発表者名: Oh-Ishi M, Ueno T, Maeda T
  • 雑誌名: Free Radic.Biol.Med 34 ページ: 11-24
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Proteomic method detects oxidatively induced protein carbonyls in muscles of a diabetes model Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty(OLETF) rat. (2003)
  • 著者名/発表者名: Oh-Ishi, M., Ueno, T., Maeda, T.
  • 雑誌名: Flee Radic.Biol.Med. 34 ページ: 11-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Proteome analysis of prostate cancer.
  • 著者名/発表者名: Kuruma, H, Egawa, S, Oh-Ishi, M, Kodera, Y, Maeda, T.
  • 雑誌名: (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Proteomic method detects oxidatively induced protein carbonyls in muscles of a diabetes model Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) rat.
  • 著者名/発表者名: Fukutomi T, Kodera Y, Kogo T, Furudate S.Omori A, Maeda T
  • 雑誌名: Journal of Electrophoresis (in press)
• [雑誌論文] High molecular mass proteome of andorogen-independent pros tate cancer
  • 著者名/発表者名: Kuruma H, Egawa S, Oh-Ishi M, Kodera Y, Satoh M, Chen W, Okusa H, Matsumoto K, Maeda T, Baba S
  • 雑誌名: Proteomics (in press)
• [雑誌論文] Effect of thyroxine on abnormal proteomes of the hypothyroi rdw rat
  • 著者名/発表者名: Satoh M, Haruta-Satoh E, Omori A, Oh-Ishi M, Kodera Y, Furudate S, Maeda T
  • 雑誌名: Proteomics (in press)
• [図書] ゲノム医科学解析 ゲノミクス・プロテオミクスの新展開 (2005)
  • 著者名/発表者名: 前田忠計, 大石正道, 小寺義男
  • 総ページ数: 7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] 標的物質濃縮用機能性タグ、及び該機能性タグの使用方法 (2004)
  • 発明者名: 小寺 義男, 前田 忠計
  • 権利者名: JST
  • 産業財産権番号: 2004-105405
  • 出願年月日: 2004-03-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] 酸化傷害タンパク質解析用タグ、及び該タグを用いる酸化傷害タンパク質の検出方法 (2004)
  • 発明者名: 小寺 義男, 前田 忠計
  • 権利者名: JST
  • 産業財産権番号: 2004-133054
  • 出願年月日: 2004-04-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] 酸化傷害タンパク質解析用タグ、及び該タグを用いる酸化傷害タンパク質の検出方法 (2004)
  • 発明者名: 小寺義男, 前田忠計
  • 権利者名: 独立行政法人科学技術振興機構
  • 産業財産権番号: 2004-133054
  • 出願年月日: 2004-04-28
• [文献書誌] Lee CW, Kim S, Roh SH, Endoh H, Kodera Y, Maeda T, Kohno T, Wang JM, Swartz KJ, Kim JI.: "Solution structure and functional characterization of SGTx1,a modifier of Kv2.1 channel gating"Biochemistry. 43. 890-897 (2004)
• [文献書誌] Kuruma H, Egawa S, Oh-Ishi M, Kodera Y, Maeda T: "Proteome analysis of prostate cancer"Asian J.Androl. (In press). (2004)
• [文献書誌] 0h-Ishi M, Ueno T, Maeda T: "Proteomic method detects oxidatively induced protein carbonyls in muscles of a diabetes model Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) rat"Free Radic.Biol.Med.. 34. 11-22 (2003)
• [文献書誌] 前田忠計, 大石正道, 上野剛, 小寺義男: "糖尿病ラット筋肉における酸化傷害タンパク質の検出"J.Mass Spectrom.. 51. 509-515 (2003)
• [文献書誌] 大石正道, 小寺義男, 前田忠計: "遺伝性疾患モデル動物を用いた疾患プロテオーム解析"J.Mass Spectrom.. 51. 516-523 (2003)
• [文献書誌] 前田忠計, 大石正道, 小寺義男: "ゲノミクス・プロテオミクスの新展開(監修:今中忠行)"(株)エヌ・ティー・エス. (2004)