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人工ユビキチンリガーゼを活用した迅速・高精度なユビキチン化の検出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05942
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関山陽小野田市立山口東京理科大学 (2020)
姫路獨協大学 (2017-2019)

研究代表者

宮本 和英  山陽小野田市立山口東京理科大学, 薬学部, 教授 (10415317)

研究分担者 砂川 真弓 (湯浅真弓)  姫路獨協大学, 薬学部, 助手 (40444509)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードユビキチン化 / バイオマーカ / がん診断 / ユビキチン
研究成果の概要

生体内のユビキチン化反応を構成しているE2(ユビキチン結合酵素)は、白血病、乳がん、大腸がん等、様々ながん疾患と深く関与していることが知られている。しかしながら、これまでE2の活性は、その反応の複雑さ故に、がんの病態を捉えるために利用されてこなかった。私は最近、人工的に設計したARF分子によって、簡便にE2活性を検出できるシステムの開発を行ったきた。ARFは38残基のアミノ酸配列を有するペプチドにE3リガーゼの活性部分のみを移植することで作製された。ARFのイムノクロマトグラフィーを活用して、抗がん剤ボルテゾミブを添加した白血病細胞NB4のE2活性の検出を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内のユビキチン化反応のE2(ユビキチン結合酵素)活性を簡便に捉えることができる新しい検出システムの開発を進めている。血液・組織中のE2活性を測定すれば新たながん診断の指標となりうることは広く認識されながらも、ユビキチン化が複雑なカスケード反応であるという理由から、これまでE2活性を定量的に計測するのは困難とされてきた。世界で初めて、人工的にユビキチンリガーゼを分子設計し、これを活用した簡便なE2活性の定量的な検出システムの開発に成功した。今後の更なる研究の発展により、ユビキチン化活性に基づいた新たながん診断、例えば、医薬品の効果を治療前に予測できるがん診断が可能になると期待されている。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Solution structure of the zinc finger domain of human RNF144A ubiquitin ligase2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto*, Kaori Migita, and Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 29 号: 8 ページ: 1836-1842

    • DOI

      10.1002/pro.3903

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Ubiquitination Activities using ARF on Micro Bioactive Analyzer2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zinc finger domain of the human DTX protein adopts a unique RING fold2019

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kazuhide、Fujiwara Yuma、Saito Kazuki
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 28 号: 6 ページ: 1151-1156

    • DOI

      10.1002/pro.3610

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring amino acid residues for regulating E2 specificities of artificial RING fingers.2019

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Yamashita, Kazuki Saito, Kazuhide Miyamoto*
    • 雑誌名

      Pept. Sci.

      ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of ubiquitination activities of artificial RING fingers in human breast cancer cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto*, Arisa Nakatani, Mayumi Sunagawa, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Pept. Sci.

      ページ: 62-62

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of the silkmoth prothoracicotropic hormone receptor, Torso, a receptor tyrosine kinase with a novel dimer structure.2019

    • 著者名/発表者名
      Airi Uechi, Shoko Nakamichi, Yuma Yamabana, Mayumi Sunagawa, Yuri Ishigaki, Kazuhide Miyamoto, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Pept. Sci.

      ページ: 32-32

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique RING finger structure from the human HRD1 protein2019

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kazuhide、Taguchi Yukari、Saito Kazuki
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 28 号: 2 ページ: 448-453

    • DOI

      10.1002/pro.3532

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique auto-ubiquitination activities of artificial RING fingers in cancer cells2018

    • 著者名/発表者名
      4.Kazuhide Miyamoto*, Arisa Nakatani, Mayumi Sunagawa, and Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 27(9) 号: 9 ページ: 1704-1709

    • DOI

      10.1002/pro.3452

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a system for monitoring ubiquitination activities of E2 enzymes using engineered RING finger proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto*, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1867 ページ: 75-87

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8799-3_6

    • ISBN
      9781493987986, 9781493987993
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of ubiquitination activities of artificial RING fingers in human breast cancer cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto*, Arisa Nakatani, Mayumi Sunagawa, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Peptide Science

      ページ: 62-62

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring amino acid residues for regulating E2 specificity of artificial RING fingers2018

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Yamashita, Kazuki Saito, and Kazuhide Miyamoto*
    • 雑誌名

      Peptide Science

      ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of the silkmoth prothoracicotropic hormone receptor, Torso, which is a receptor tyrosine kinase with novel dimer structure.2018

    • 著者名/発表者名
      Airi Uechi, Shoko Nakamichi, Yuma Yamabana, Mayumi Sunagawa, Yuri Ishigaki, Kazuhide Miyamoto, Kazuki Saito*
    • 雑誌名

      Peptide Science

      ページ: 32-32

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concise machinery for monitoring ubiquitination activities using novel artificial RING fingers2018

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kazuhide、Saito Kazuki
    • 雑誌名

      Protein Science (Invited Review)

      巻: 27 号: 8 ページ: 1354-1363

    • DOI

      10.1002/pro.3427

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of E2 activities in cancer cells using an artificial E3 ligase2018

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Yamashita, Kazuki Saito, Kazuhide Miyamoto
    • 雑誌名

      Pept. Sci.

      ページ: 152-153

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cellular effects of artificial ubiquitin ligases on cancer cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Sunagawa, Ayumi Yamashita, Kazuki Saito, Kazuhide Miyamoto
    • 雑誌名

      Mayumi Sunagawa, Ayumi Yamashita, Kazuki Saito, Kazuhide Miyamoto*:

      ページ: 124-125

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution structure of the PHD finger from the human KIAA1045 protein2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto, Ayumi Yamashita, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 27 号: 5 ページ: 903-1012

    • DOI

      10.1002/pro.3389

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The unique N‐terminal zinc finger of synaptotagmin‐like protein 4 reveals FYVE structure2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto, Arisa Nakatani, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 26 号: 12 ページ: 2451-2457

    • DOI

      10.1002/pro.3301

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The zinc finger domain of RING finger protein 141 reveals a unique RING fold2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto, Airi Uechi, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 26 号: 8 ページ: 1681-1686

    • DOI

      10.1002/pro.3201

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人工ユビキチンリガーゼの分子設計法の開発─ユビキチン化活性に基づくがん診断に向けて─2017

    • 著者名/発表者名
      宮本 和英, 砂川 真弓, 齋藤 一樹
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 66 号: 6 ページ: 393-402

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.66.393

    • NAID

      130005746056

    • ISSN
      0525-1931
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Detection of ubiquitination activities in cancer cells using artificial RING fingers2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto
    • 学会等名
      65TH Annual Meeting of Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of ubiquitination activities using ARF on micro Bioactive analyzer2020

    • 著者名/発表者名
      宮本和英
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人工分子ARFを活用するユビキチン化活性の検出法2020

    • 著者名/発表者名
      宮本和英, 中谷有沙, 黒涼菜, 齋藤一樹
    • 学会等名
      分析イノベーション交流会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Auto-ubiquitination of artificial ring fingers in human breast cancer cells.2019

    • 著者名/発表者名
      宮本和英, 中谷有沙, 田口由加里, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 乳がん細胞膜中のユビキチン結合酵素活性の検出2019

    • 著者名/発表者名
      宮本和英
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ブレビバチルス菌を用いたカイコガ前胸腺刺激ホルモンの分泌発現とその構造確認2019

    • 著者名/発表者名
      下田佳苗, 石垣悠里, 此上祥史, 宮本和英, 片岡宏誌, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己ユビキチン化能を有する人工RING fingerの作製法2019

    • 著者名/発表者名
      宮本和英, 中谷有沙, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工分子ARFを活用した乳がん細胞のユビキチン化活性検出2019

    • 著者名/発表者名
      宮本和英, 黒涼菜, 田口由加里, 中谷有沙, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第32回バイオメディカル分析シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工分子ARFを活用したユビキチン結合酵素活性の特異的検出2019

    • 著者名/発表者名
      黒涼菜, 田口由加里, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      第32回バイオメディカル分析シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 複雑なジスルフィド構造を有するカイコガ前胸腺刺激ホルモンの大量調製法の確立 ~分泌型発現系を備えたブレビバチルス菌の利用~2019

    • 著者名/発表者名
      下田佳苗, 石垣悠里, 此上祥史, 片岡宏誌, 宮本和英, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第66回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼを活用した乳がん細胞のE2活性検出2019

    • 著者名/発表者名
      宮本和英, 中谷有沙, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工分子ARFが有するユビキチン結合酵素の特異的認識能の改変2019

    • 著者名/発表者名
      田口由加里、齋藤一樹、宮本和英
    • 学会等名
      日本薬学会139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工分子ARFを用いるユビキチン結合酵素活性の検出2019

    • 著者名/発表者名
      宮本和英,中谷有沙、山下歩美、齋藤一樹
    • 学会等名
      日本薬学会139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] あらかじめジスルフィド架橋で二量化したチロシンキナーゼ型レセプター・Torsoの大量調製2019

    • 著者名/発表者名
      中道祥子,上地愛理,山端裕真,石垣悠里,宮本和英,齋藤一樹
    • 学会等名
      日本薬学会139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of ubiquitination activities of artificial RING fingers in human breast cancer cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto, Arisa Nakatani, Mayumi Sunagawa, Kazuki Saito
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring amino acid residues for regulating E2 specificity of artificial RING fingers2018

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Yamashita, Kazuki Saito, and Kazuhide Miyamoto
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of the silkmoth prothoracicotropic hormone receptor, Torso, which is a receptor tyrosine kinase with novel dimer structure.2018

    • 著者名/発表者名
      Airi Uechi, Shoko Nakamichi, Yuma Yamabana, Mayumi Sunagawa, Yuri Ishigaki, Kazuhide Miyamoto, Kazuki Saito
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乳がん細胞のユビキチン化に関与するE2活性の検出2018

    • 著者名/発表者名
      宮本和英,中谷有沙、齋藤一樹
    • 学会等名
      第8回新アミノ酸分析研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞膜貫通領域のジスルフィド架橋を介して二量化しているチロシンキナーゼ型レセ プター・Torsoの大量調製2018

    • 著者名/発表者名
      上地愛理,中道祥子,山端裕真,砂川真弓,石垣悠里,宮本和英,齋藤一樹
    • 学会等名
      第35回関西ペプチドセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工RINGフィンガーが有するE2特異的認識能の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山下歩美, 田口由加里, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      第68回日本薬学会近畿支部総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] これまでにはなかった二量化様式のチロシンキナーゼ型レセプター・Torsoの大量調製法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      上地愛理, 中道祥子, 砂川真弓, 宮本和英, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第68回日本薬学会近畿支部総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ブレビバチルス菌を用いたカイコガ前胸腺刺激ホルモンの大量調製法の確立 ~複雑なジスルフィド構造を有するリコンビナントタンパク質の発現・調製~2018

    • 著者名/発表者名
      石垣悠里, 下田佳苗, 此上祥史, 片岡宏誌, 宮本和英, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第68回日本薬学会近畿支部総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Unique ubiquitination reaction of artificial E3 ligases in cancer cells2018

    • 著者名/発表者名
      宮本和英、山下美歩、齋藤一樹
    • 学会等名
      第77回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 複雑なジスルフィド構造を有するカイコガ前胸腺刺激ホルモンPTTHの、ブレビバチルス菌を用いた大量調製2018

    • 著者名/発表者名
      石垣悠里、下田佳苗、此上祥史、片岡宏誌、宮本和英、齋藤一樹
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼのE2特異性を担うアミノ酸残基の探索2018

    • 著者名/発表者名
      山下歩美,齋藤一樹,宮本和英
    • 学会等名
      第31回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜貫通領域のジスルフィド架橋で二量化しているチロシンキナーゼ型レセプターTorso の大量調製2018

    • 著者名/発表者名
      上地愛理,砂川真弓,宮本和英,齋藤一樹
    • 学会等名
      日本生化学会大会近畿支部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼを用いる特異的なE2活性検出の検討2018

    • 著者名/発表者名
      宮本和英、山下歩美、齋藤一樹
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼを活用するがん診断への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      宮本和英
    • 学会等名
      日本薬学会 第138年会 一般シンポジウム 「がん診断・治療に貢献する次世代分析法開発への挑戦」【シンポジウム主催】
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular design of artificial RING fingers for detecting ubiquitination activities.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto, Ayumi Yamashita, Kazuki Saito
    • 学会等名
      62nd Annual Meeting of the Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工RINGフィンガーを用いた簡便なE2活性の検出法2017

    • 著者名/発表者名
      山下歩美, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      第34回関西地区ペプチドセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Measuring E2 activities by artificial RING fingers in cancer cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Sunagawa, Arisa Nakatani, Kazuki Saito, Kazuhide Miyamoto
    • 学会等名
      Consortium of Biological Sciences 2017 (ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼを活用したユビキチン化活性の検出2017

    • 著者名/発表者名
      山下歩美, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会 第7回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼのがん細胞における効果2017

    • 著者名/発表者名
      砂川真弓, 山下歩美, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      第54回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工E3リガーゼを用いるがん細胞のE2活性の検出2017

    • 著者名/発表者名
      山下歩美, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      第54回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ユビキチンリガーゼを用いたがん細胞のユビキチン化活性の測定2017

    • 著者名/発表者名
      砂川真弓, 中谷有沙, 齋藤一樹, 宮本和英
    • 学会等名
      第67回日本薬学会近畿支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工E3リガーゼのユビキチン化反応に基づくがんのスクリーニング2017

    • 著者名/発表者名
      宮本和英
    • 学会等名
      第76回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ユビキチン化活性の検出に用いる人工ユビキチンリガーゼの設計法2017

    • 著者名/発表者名
      宮本和英, 砂川真弓, 齋藤一樹
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Zinc Finger Proteins (Methods and Protocols)2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto* et al. (Editor Jia Liu)
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 山陽小野田市立 山口東京理科大学

    • URL

      http://www.socu.ac.jp/departments/faculty/kazuhide-miyamoto.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 生物分析化学研究室

    • URL

      https://www.himeji-du.ac.jp/faculty/f_lab/bioanalysis/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 姫路獨協大学薬学部生物分析化学研究室

    • URL

      http://www.himeji-du.ac.jp/faculty/dp_pharm/pharm/bioanalysis/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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