蛋白質リン酸化酵素の基質認識・活性調節機構とリン酸化シグナルネットワークの解析

• 研究課題/領域番号: 17K07383
• 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: 細胞生物学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 天野 睦紀 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90304170)
• 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: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: リン酸化 / プロテインキナーゼ / 細胞内シグナル伝達 / 基質 / 細胞内情報伝達 / シグナル伝達 / キナーゼ / プロテオーム

研究成果の概要

本研究課題では、プロテインキナーゼの基質認識機構、活性調節機構の解析を行い、またその生理機能や疾患との関わりを明らかにすることを目的とした。Rho-kinaseとその基質であるMYPT1を用いて、MYPT1のリン酸化部位の周囲にある特定の配列（DM）がリン酸化位置の選択・リン酸化効率に重要な役割を果たすことを見出した。また、15種のキナーゼ基質スクリーニングデータを用いたシミュレーション解析から、長い天然変性領域が有意にリン酸化を受けやすいことを示した。さらに、MAPK-Npas4/MKL2（線条体）、PKN-MKL1（心臓）等のキナーゼ・基質同定、機能解析を行い、疾患との関わりを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質リン酸化は細胞内シグナル伝達に中心的な役割を果たし、生理機能のみならず種々の疾患に深く関わっている。本研究では、独自に開発したキナーゼ基質スクリーニング法（KISS法）より得られたデータを基に、リン酸化シグナルを理解するための分子基盤（キナーゼの基質認識機構）、および種々のキナーゼー基質シグナルの疾患への関わりについて理解を深めることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic subcellular localization and transcription activity of the SRF cofactor MKL2 in the striatum are regulated by MAPK (2021)
  • 著者名/発表者名: Ariza Anthony、Funahashi Yasuhiro、Kozawa Sachi、Omar Faruk Md.、Nagai Taku、Amano Mutsuki、Kaibuchi Kozo
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: - 号: 6 ページ: 1774-1788
  • DOI: 10.1111/jnc.15303
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ARHGAP10, which encodes Rho GTPase-activating protein 10, is a novel gene for schizophrenia risk (2020)
  • 著者名/発表者名: Mariko Sekiguchi, Akiko Kodama,... Emiko Shishido,... Daisuke Mori, Norio Ozaki
  • 雑誌名: Translational psychiatry 巻: 10 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1038/s41398-020-00917-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dopamine Receptor Dop1R2 Stabilizes Appetitive Olfactory Memory through the Raf/MAPK Pathway in Drosophila (2020)
  • 著者名/発表者名: Sun Huan、Nishioka Tomoki、Hiramatsu Shun、Kondo Shu、Amano Mutsuki、Kaibuchi Kozo、Ichinose Toshiharu、Tanimoto Hiromu
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 40 号: 14 ページ: 2935-2942
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1572-19.2020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protein kinases phosphorylate long disordered regions in intrinsically disordered proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: Koike Ryotaro、Amano Mutsuki、Kaibuchi Kozo、Ota Motonori
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 29 号: 2 ページ: 564-571
  • DOI: 10.1002/pro.3789
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protein Kinase N Promotes Stress-Induced Cardiac Dysfunction Through Phosphorylation of Myocardin-Related Transcription Factor A and Disruption of Its Interaction With Actin. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi T, Takefuji M, Wettschureck N, Hamaguchi T, Amano M, Kato K, Tsuda T, Eguchi S, Ishihama S, Mori Y, Yura Y, Yoshida T, Unno K, Okumura T, Ishii H, Shimizu Y, Bando YK, Ohashi K, Ouchi N, Enomoto A, Offermanns S, Kaibuchi K, Murohara T.
  • 雑誌名: Circulation. 巻: 140 号: 21 ページ: 1737-1752
  • DOI: 10.1161/circulationaha.119.041019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pathological Progression Induced by the Frontotemporal Dementia-Associated R406W Tau Mutation in Patient-Derived iPSCs (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Mari、Shiozawa Seiji、Tsuboi Daisuke、Amano Mutsuki、Watanabe Hirotaka、Maeda Sumihiro、Kimura Taeko、Yoshimatsu Sho、Kisa Fumihiko、Karch Celeste M.、Miyasaka Tomohiro、Takashima Akihiko、Sahara Naruhiko、Hisanaga Shin-ichi、Ikeuchi Takeshi、Kaibuchi Kozo、Okano Hideyuki
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 13 号: 4 ページ: 684-699
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2019.08.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phosphorylation of Npas4 by MAPK Regulates Reward-Related Gene Expression and Behaviors (2019)
  • 著者名/発表者名: Funahashi Yasuhiro、Ariza Anthony、Emi Ryosuke、Xu Yifan、Shan Wei、Suzuki Ko、Kozawa Sachi、Ahammad Rijwan Uddin、Wu Mengya、Takano Tetsuya、Yura Yoshimitsu、Kuroda Keisuke、Nagai Taku、Amano Mutsuki、Yamada Kiyofumi、Kaibuchi Kozo
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 29 号: 10 ページ: 3235-3252.e9
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.10.116
  • NAID: 130007812598
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of kinase-oriented phospho-signalling pathways (2018)
  • 著者名/発表者名: Amano Mutsuki、Nishioka Tomoki、Tsuboi Daisuke、Kuroda Keisuke、Funahashi Yasuhiro、Yamahashi Yukie、Kaibuchi Kozo
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 165 号: 4 ページ: 301-307
  • DOI: 10.1093/jb/mvy115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Balance between dopamine and adenosine signals regulates the PKA/Rap1 pathway in striatal medium spiny neurons (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhang XJ, Nagai T, Ahammad RU, Kuroda K, Nakamuta S, Nakano T, Yukinawa N, Funahashi Y, Yamahashi Y, Amano M, Yoshimoto J, Yamada K, and Kaibuchi K.
  • 雑誌名: Neurochemistry International 巻: 122 ページ: 8-18
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2018.10.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeting Tyro3 ameliorates a model of PGRN-mutant FTLD-TDP via tau-mediated synaptic pathology (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujita Kyota、Chen Xigui、Homma Hidenori、Tagawa Kazuhiko、Amano Mutsuki、Saito Ayumu、Imoto Seiya、Akatsu Hiroyasu、Hashizume Yoshio、Kaibuchi Kozo、Miyano Satoru、Okazawa Hitoshi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 433-433
  • DOI: 10.1038/s41467-018-02821-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of long-range inhibitory signaling to ensure single axon formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takano Tetsuya、Wu Mengya、Nakamuta Shinichi、Naoki Honda、Ishizawa Naruki、Namba Takashi、Watanabe Takashi、Xu Chundi、Hamaguchi Tomonari、Yura Yoshimitsu、Amano Mutsuki、Hahn Klaus M.、Kaibuchi Kozo
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 33-33
  • DOI: 10.1038/s41467-017-00044-2
  • NAID: 120006325188
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] インタラクトームを基盤としたタンパク質キナーゼの基質探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 天野睦紀、貝淵弘三
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2019年大会・第70回日本電気泳動学会総会 合同大会
  • 招待講演
• [学会発表] KANPHOS Platform: A comprehensive database for kinase-associated neural phosphorylation signaling (2019)
  • 著者名/発表者名: 天野睦紀、西岡朋生、吉本潤一郎、観音隆幸、臼井支朗、貝淵弘三
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会大会・第19回日本タンパク質科学学会年会 合同年次大会
• [学会発表] KANPHOS Platform:S comprehesive database for kinase-associated eural phosphorylation signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: 天野睦紀
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会 第51回日本発生生物学会合同大会
• [学会発表] KANPHOS Platform: A comprehensive database for kinase-associated neural phosphorylation signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Mutsuki Amano
  • 学会等名: WCP2018
  • 国際学会
• [学会発表] KANPHOS (Kinase-Associated Phospho-Signaling) Platform ―新規リン酸化DBプラットフォーム― (2017)
  • 著者名/発表者名: 天野睦紀、西岡朋生、黒田啓介、吉本潤一郎、観音隆幸、臼井支朗、貝淵弘三
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] リン酸化プロテオミクスによるニューロモジュレーターシグナルの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 天野睦紀
  • 学会等名: 第39回神経組織培養研究会
  • 招待講演
• [備考] KANPHOS
  • URL: https://kanphos.neuroinf.jp/
• [備考] KANPHOS (Kinase-Associated Phospho-Signaling)
  • URL: https://kanphos.neuroinf.jp
• [備考] 神経リン酸化シグナルデータベース（KANPHOS）
  • URL: https://kanphos.neuroinf.jp/