翻訳後修飾の網羅的解析に基づく機能未知遺伝子産物の機能予測及び機能解析法の確立

• 研究課題/領域番号: 15580080
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 内海 俊彦 山口大学, 農学部, 教授 (20168727)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円); 2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: 翻訳後修飾 / 網羅的解析 / 無細胞タンパク質合成 / 代謝標識 / N-ミリストイル化 / G-タンパク質共役型受容体

研究概要

翻訳後修飾の網羅的解析系の確立をめざし種々の検討を行った結果、哺乳動物細胞で生ずる主要なタンパク質修飾がin vitroあるいはin vivo代謝標識法で検出可能であることを明らかにした。また、タンパク質N-ミリストイル化をモデル修飾反応としてとりあげ、無細胞タンパク質合成系を用いたin vitro代謝標識法を用いて修飾反応に要求されるアミノ酸配列要求性を検討した結果、これまで知られていなかった新たなアミノ酸配列要求性を見い出した。
さらに、この新たに見い出された配列要求性を適用することにより、これまでに見い出さていなかった新規のN-ミリストイル化タンパク質を発見することを目指して、これまでN-ミリストイル化タンパク質の存在が報告されていない哺乳動物由来の膜タンパク質について、特に重要な生理機能を有することが知られているG-タンパク質共役型受容体(GPCR)に注目して解析を行った。その結果、昆虫およびヒト由来の数種類の生体アミンレセプターがN-ミリストイルされていること、このうちカイコ由来のチラミンレセプターがN-ミリストイル化されておりこのN-ミリストイル化されたN-末端は小胞体膜通過し細胞膜表面に露出していることが明らかになった。これらの結果より、ゲノム情報から、新規の翻訳後修飾タンパク質を見い出すのにin vitro及びin vivo代謝標識法が極めて有用であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] N-terminus of B96Bom, a Bombyx mori G-protein-coupled receptor, is N-myristoylated and translocated across the membrane. (2005)
  • 著者名/発表者名: Utsumi, T. et al.
  • 雑誌名: FEBS Journal 272 ページ: 472-481
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] N-terminus of B96Bom, a Bombyx mori G-protein-coupled receptor, is N-myristoylated and translocated across the membrane. (2005)
  • 著者名/発表者名: Utsumi, T., Ohta, H., Kayano, Y., Sakural, N., Ozoe, Y.
  • 雑誌名: FEBS Journal 272 ページ: 472-481
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vertical-scanning mutagenesis of amino acids in a model N-myristoylation motif reveals the major amino-terminal sequence requirements for protein N-myristoylation (2004)
  • 著者名/発表者名: Utsumi, T. et al.
  • 雑誌名: European Journal of Biochemistry 271 ページ: 863-874
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] N-ミリストイル化によるタンパク質の膜局在化と機能調節 (2004)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 雑誌名: 実験医学 22 ページ: 1252-1259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Oxidative stress underlies the mechanism for Ca^<2+>- induced permeability transition of mitochondria. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kanno, T., Sato, E.F., Muranaka, S., Fujita, H., Utsumi, T., Inoue, M., Utsumi, K.
  • 雑誌名: Free Rad.Res. 38 ページ: 27-35
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vertical-scanning mutagenesis of amino acids in a model N-myristoylation motif reveals the major amino-terminal sequence requirements for protein N-myristoylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Utsumi, T., Nakano, K., Funakoshi, T., Kayano, Y., Nakao, S., Sakurai, N., Iwata, H., Ishisaka, R.
  • 雑誌名: Eur.J.Biochem. 271 ページ: 863-874
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of amino acid residues interacting with tyramine in the Bombyx mori tyramine receptor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohta, H., Utsumi, T., Ozoe, Y.
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 13 ページ: 531-538
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of amino acid residues interacting with tyramine in the Bombyx mori tyramine receptor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohta, H. et al.
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 13 ページ: 531-538
• [雑誌論文] アクトネル(リセドロネート)によるU937細胞のアポトーシスとその機構 (2004)
  • 著者名/発表者名: 藤田洋史 ら
  • 雑誌名: 医学と薬学 51 ページ: 697-710
• [雑誌論文] B96Bom encodes a Bomyx mori tyramine receptor negatively coupled to adenylate cyclase (2003)
  • 著者名/発表者名: Ohta, H. et al.
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 12 ページ: 217-223
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Topogenesis of two transmembrane type K^+ channels, Kir2.1 and KcsA (2003)
  • 著者名/発表者名: Umigai, N. et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 278 ページ: 40373-40384
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] In vitro及びin vivo代謝標識法を用いた蛋白質翻訳後修飾の解析 (2003)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 雑誌名: 生化学 75 ページ: 373-378
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] B96Bom encodes a Bomyx mori tyramine receptor negatively coupled to adenylate cyclase. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ohta, H., Utsumi, T., Ozoe, Y.
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 12 ページ: 217-223
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanism of enhanced apoptosis in HL-60 cells by UV-irradiated n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids. (2003)
  • 著者名/発表者名: Arita, K., Yamamoto, Y., Takehara, Y., Utsumi, T., Kanno, T., Miyaguchi, C., Akiyama, J., Yoshioka, T., Utsumi, K.
  • 雑誌名: Free Radic.Biol.Med. 35 ページ: 189-199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Topogenesis of two transmembrane type K^+ channels, Kir2.1 and KcsA. (2003)
  • 著者名/発表者名: Umigai, N., Sato, Y., Mizutani, A., Utsumi, T., Sakaguchi, M., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 40373-40384
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Ras/Extracellular signal-regulated kinase, but not Akt pathway in risedronate-induced apoptosis of U937 cells and its suppression by cytochalasin B.
  • 著者名/発表者名: Fujita, H., Utsumi, T., Muranaka, S., Ogino, T., Yano, H., Akiyama, J., Yasuda, T., Utsumi, K.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Ras/Extracellular signal-regulated kinase, but not Akt pathway in risedronate-induced apoptosis of U937 cells and its suppression by cytochalasin B.
  • 著者名/発表者名: Fujita, H. et al.
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology (印刷中)
• [図書] 「膜局在性のタンパク質工学的改変による生理活性タンパク質の機能変換」タンパク質工学 (2003)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦 ら
  • 出版者: 医学書院
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ohta, H. et al.: "B96Bom encodes a Bomyx mori tyramine receptor negatively coupled to adenylate cyclase"Insect Molecular Biology. 12. 217-223 (2003)
• [文献書誌] Arita, K. et al.: "Mechanism of enhanced apoptosis in HL-60 cells by UV-irradiated n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids"Free Radic. Biol. Med.. 35. 189-199 (2003)
• [文献書誌] Umigai, N. et al.: "Topogenesis of two transmembrane type K^+ channels, Kir2.1 and KcsA"J. Biol. Chem.. 278. 40373-40384 (2003)
• [文献書誌] Kanno, T. et al.: "Oxidative stress underlies the mechanism for Ca^<2+>-induced permeability transition of mitochondria"Free Rad. Res.. 38. 27-35 (2004)
• [文献書誌] Utsumi, T. et al.: "Vertical-scanning mutagenesis of amino acids in a model N-myristoylation motif reveals the major amino-terminal sequence requirements for protein N-myristoylation"Eur.J.Biochem.. 271. 863-874 (2004)
• [文献書誌] 内海俊彦: "「膜局在性のタンパク質工学的改変による生理活性タンパク質の機能変換」タンパク質工学"医学書院. 165-204 (2003)