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コムギ無細胞系によるヒト脱ユビキチン化酵素プロテインアレイの構築と基質特異性解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K07261
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 システムゲノム科学
研究機関愛媛大学

研究代表者

高橋 宏隆  愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 講師 (70432804)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード脱ユビキチン化酵素 / ポリユビキチン鎖 / コムギ無細胞タンパク質合成系 / タンパク質アレイ / ユビキチン鎖特異性 / DUB阻害剤 / DUBタンパク質アレイ / コムギ無細胞系 / 脱ユビキチン化酵素阻害剤 / コムギ無細胞タンパク質合成
研究成果の概要

脱ユビキチン化酵素(DUB)はユビキチン鎖を切断することで、ユビキチン化によって起こる様々な生命現象を負に制御する重要な因子である。本研究では、ヒトの約100種類のDUBのほぼ全てを、コムギ無細胞系を用いて組換えタンパク質として合成し、活性の有無やユビキチン鎖の特異性の決定を目指した。タンパク質合成に成功した89種類のDUBについて、8種類の二量体ユビキチンを基質としたin vitro切断アッセイを行い、80種類のDUBの基質特異性を決定した。今回用いたDUBには、活性の有無や基質特異性が未報告のものも多数含まれており、ヒトの8割のDUBの基質特異性を明らかにした世界で初めての報告となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、siRNAやCRISPR/Cas9を用いたゲノムレベルでのスクリーニングから、DUBが様々な生命現象において重要な役割を担っていることが報告されている。しかし、ヒトゲノムには約100種類の DUBが存在するが、その半数以上は細胞内での機能が不明であり、DUBとしての機能を有するかも不明なものも少なくない。そのため、上記の逆遺伝学的手法で同定されたDUBの多くは、細胞内での機能が不明のままである。本研究で得られた80種類のDUBの活性およびユビキチン鎖特異性の解析結果は、機能不明なDUBについて、細胞内での機能や役割、またDUB活性の関与の予測における、重要な基盤情報として期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ヒト脱ユビキチン化酵素タンパク質アレイの開発とその応用例2020

    • 著者名/発表者名
      高橋宏隆、山中聡士、徳永文稔、澤崎達也
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 1 ページ: 64-74

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920064

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-02-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コムギ無細胞合成系による脱ユビキチン化酵素アレイの作製とDUB阻害剤開発への応用2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆、山中 聡士
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 56 ページ: 51-55

    • NAID

      130007779025

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Subquinocin, a small molecule inhibitor of CYLD and USP-family deubiquitinating enzymes, promotes NF-κB signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Satoshi、Sato Yusuke、Oikawa Daisuke、Goto Eiji、Fukai Shuya、Tokunaga Fuminori、Takahashi Hirotaka、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 524 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.12.049

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pyrrothiogatain acts as an inhibitor of GATA family proteins and inhibits Th2 cell differentiation in vitro2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura Shunsuke、Takahashi Hirotaka、Suzuki Junpei、Kuwahara Makoto、Yamashita Masakatsu、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 17335-17335

    • DOI

      10.1038/s41598-019-53856-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The E3 ubiquitin ligase MIB2 enhances inflammation by degrading the deubiquitinating enzyme CYLD2019

    • 著者名/発表者名
      Uematsu Atsushi、Kido Kohki、Takahashi Hirotaka、Takahashi Chikako、Yanagihara Yuta、Saeki Noritaka、Yoshida Shuhei、Maekawa Masashi、Honda Mamoru、Kai Tsutomu、Shimizu Kouhei、Higashiyama Shigeki、Imai Yuuki、Tokunaga Fuminori、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 号: 38 ページ: 14135-14148

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.010119

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The ubiquitin ligase RNF38 promotes RUNX1 ubiquitination and enhances RUNX1-mediated suppression of erythroid transcription program2018

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa Taishi、Takahashi Hirotaka、Shikata Shiori、Sawasaki Tatsuya、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 505 号: 3 ページ: 905-909

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.10.006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DANFIN functions as an inhibitor of transcription factor NF-κB and potentiates the antitumor effect of bortezomib in multiple myeloma2018

    • 著者名/発表者名
      Uematsu Atsushi、Kido Kohki、Manabe Erika、Takeda Hiroyuki、Takahashi Hirotaka、Hayashi Minoru、Imai Yuuki、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 3 ページ: 2289-2295

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.12.142

    • 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
  • [雑誌論文] Involvement of PUF60 in Transcriptional and Post-transcriptional Regulation of Hepatitis B Virus Pregenomic RNA Expression2017

    • 著者名/発表者名
      Sun Suofeng、Nakashima Kenji、Ito Masahiko、Li Yuan、Chida Takeshi、Takahashi Hirotaka、Watashi Koichi、Sawasaki Tatsuya、Wakita Takaji、Suzuki Tetsuro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 12874-12874

    • DOI

      10.1038/s41598-017-12497-y

    • 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
  • [雑誌論文] The ubiquitin ligase STUB1 regulates stability and activity of RUNX1 and RUNX1?RUNX1T12017

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa Taishi、Takahashi Hirotaka、Shikata Shiori、Liu Xiaoxiao、Tamura Moe、Asada Shuhei、Fukushima Tsuyoshi、Fukuyama Tomofusa、Tanaka Yosuke、Sawasaki Tatsuya、Kitamura Toshio、Goyama Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 号: 30 ページ: 12528-12541

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.785675

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Biochemical analysis of DENV non-structural proteins using a wheat cell-free protein synthesis system.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H.
    • 学会等名
      5th Peptides and Proteins Symposium Singapore (P2S2-2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Establishment of a protein array system consisted of 90 human recombinant deubiquitinating enzymes (DUBs) proteins for assessment of linkage specificity of each DUB and evaluation of the selectivity of DUB inhibitors.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Kuwada S, Yamanaka S, Goto E, Tokunaga F, Sawasaki T.
    • 学会等名
      The ubiquitin system: Biology, mechanisms and roles in disease.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直鎖状ポリユビキチン鎖結合タンパク質ZnUBPファミリーのNF-kB抑制機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆, 及川 大輔, 長尾 和哉, 岩崎 誠, 今井 祐記, 徳永 文稔, 澤崎 達也
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウイルスRNA受容体MDA5に結合し、IFN産生シグナルを抑制する脱ユビキチン化酵素の同定と機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆,林 徳宙,竹田 浩之,入江 崇,澤崎 達也
    • 学会等名
      第14回 日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コムギ無細胞タンパク質合成系を基盤としたヒト脱ユビキチン化酵素タンパク質アレイの作製と応用。2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆,山中 聡士,後藤 栄治,及川 大輔,佐藤 裕介,深井 周也,徳永 文稔,澤崎 達也
    • 学会等名
      第24回 日本病態プロテアーゼ学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コムギ無細胞タンパク質合成系を用いた脱ユビキチン化酵素タンパク質アレイの作製と応用2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆, 山中 聡士, 桑田 翔平, 後藤 栄二, 今井 賢一郎, 富井 健太郎, 佐藤 裕介, 深井 周也, 徳永 文稔, 澤崎 達也
    • 学会等名
      第二回ユビキチン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Comprehensive in vitro screening to identify the host proteins that binds to HBs protein using wheat cell-free technology.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Iwasaki T, Takeda T, Fukuhara T, Suzuki T, Matsuura Y, Sawasaki T.
    • 学会等名
      2018 International HBV meeting.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of a novel host E3 ligase targeting dengue virus nonstructural protein 4B.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Suzuki Y, Sameshima Y, Kato F, Hishiki T, Vasudevan SG, Sawasaki T.
    • 学会等名
      25th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of a protein array system consisted of 85 human recombinant deubiquitinating enzymes (DUBs) proteins for assessment of linkage specificity and evaluation of the selectivity of DUB inhibitors.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Kuwada S, Yamanaka S, Goto E, Tokunaga F, Sawasaki T
    • 学会等名
      Keystone Symposia, Ubiquitin Signaling
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of CYLD inhibitor using wheat cell-free based drug screening system.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka S, Tokunaga F, Sato Y, Fukai S, Takahashi H, Sawasaki T
    • 学会等名
      Keystone Symposia, Ubiquitin Signaling
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of host E3 ligases targeting dengue virus nonstructural protein 4B using wheat cell-free based-E3 protein array technology2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Suzuki Y, Sameshima Y, Vasudevan SG, Yamamoto N, Sawasaki T.
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of a novel host E3 ligase targeting dengue virus nonstructural protein 4B2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Sameshima Y, Mitsumori R, Imamura M, Suzuki Y, Vasudevan SG, Suzuki T, Takaji W, Sawasaki T.
    • 学会等名
      24th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GTP結合タンパク質PI5P4Kbによって制御される、PI(5)Pの標的タンパク質の網羅的探索系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆、壽美田 一貴、河口 理紗、小藤 智史、笠原 亜希子、井上 竜也、櫻井 秀敬、和田 直也、久保田一石、佐々木 敦朗、澤崎 達也
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 85種類のヒト脱ユビキチン化酵素(DUB)の完全長組換えタンパク質を用いたポリユビキチン鎖特異性決定とDUB阻害剤評価系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      桑田 翔平、山中 聡士、岡田健吾、後藤 英治、徳永 文稔、高橋 宏隆、澤崎 達也
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 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: 2021-02-19  

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