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結合型アスパラギン酸異性化は老化の新たな指標となりうるか?

研究課題

研究課題/領域番号 17K13221
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用健康科学
研究機関京都大学

研究代表者

高田 匠  京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (80379007)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードクリスタリン / 白内障 / アスパラギン酸 / 翻訳後修飾 / 異性化 / 加齢 / 質量分析 / MRM法 / Asp異性化 / 結合型D-アミノ酸 / D-アミノ酸 / 脱アミド化 / 加齢性疾患 / タンパク質異常凝集 / 老化 / 水晶体 / プロテオーム
研究成果の概要

本研究の目的は、蛋白質中におけるアスパラギン酸残基の自発的な化学変化(Asp異性化)を、それを含む蛋白質の新しい加齢指標と定義することである。
蛋白質中におけるAspは時間経過に伴い異性化する。それに伴い、異性化Aspは自身を含む蛋白質の構造変化を引き起こし、加齢性疾患(白内障、アルツハイマー病など)発症を惹起する。それゆえ、蛋白質中、異性化Aspの定量解析は疾患の早期発見などにも繋がる可能性がある。
本研究では、蛋白質中に存在する極微量の異性化Aspを見出す手法を開発することに成功するとともに、異性化がみられた部位の重要性を示すことにも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

眼の水晶体内部における加齢分子マーカーを確立した。
水晶体内部における『タンパク質分子年齢』の提唱により、年齢や、測定した眼機能評価による組織年齢以外に、組織(水晶体)の状態や機能を蛋白質分子レベルで評価することができる。これまでにない眼機能の多次元評価が可能となり、また該当部位を疾患予想部位と定め、新たな予防法や薬剤の標的部位とすることができる。本研究で得られた成果は、80歳以上ほぼ全ての人類が罹患する、加齢性白内障の早期症状発見や発症抑制につながる。

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

    (47件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 13件、 招待講演 13件)

  • [雑誌論文] Elucidation of the mechanism of subunit exchange in αB crystallin oligomers2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue Rintaro、Sakamaki Yusuke、Takata Takumi、Wood Kathleen、Morishima Ken、Sato Nobuhiro、Okuda Aya、Shimizu Masahiro、Urade Reiko、Fujii Noriko、Sugiyama Masaaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82250-z

    • NAID

      120006956390

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Site‐specific rapid deamidation and isomerization in human lens αA‐crystallin in vitro2020

    • 著者名/発表者名
      Takata Takumi、Ha Seongmin、Koide Tamaki、Fujii Noriko
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 29 号: 4 ページ: 941-951

    • DOI

      10.1002/pro.3821

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asp isomerization increases aggregation of α-crystallin and decreases its chaperone activity in human lens of various ages2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Noriko、Takata Takumi、Kim Ingu、Morishima Ken、Inoue Rintaro、Magami Kousuke、Matsubara Toshiya、Sugiyama Masaaki、Koide Tamaki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 1868 号: 9 ページ: 140446-140446

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2020.140446

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous and Rapid Detection of Multiple Epimers and Isomers of Aspartyl Residues in Lens Proteins Using an LC-MS-MRM Method2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Noriko、Takata Takumi、Kim Ingu、Matsubara Toshiya
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 42 ページ: 27626-27632

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c04197

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of a Lens Protein in Low-Temperature Culture of Novel Immortalized Human Lens Epithelial Cells (iHLEC-NY2).2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto N, Takeda S, Hatsusaka N, Hiramatsu N, Nagai N, Deguchi S, Nakazawa Y, Takata T, Kodera S, Hirata A, Kubo E, Sasaki H.
    • 雑誌名

      Cells.

      巻: 9 (12) 号: 12 ページ: 2670-2670

    • DOI

      10.3390/cells9122670

    • NAID

      130008066407

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Negative charge at aspartate 151 is important for human lens αA-crystallin stability and chaperone function.2019

    • 著者名/発表者名
      Takata T, Matsubara T, Nakamura-Hirota T, Fujii N.
    • 雑誌名

      Experimental eye research.

      巻: 5 ページ: 10-18

    • DOI

      10.1016/j.exer.2019.02.023

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] D-Amino acids in protein: The mirror of life as a molecular index of aging2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Noriko、Takata Takumi、Fujii Norihiko、Aki Kenzo、Sakaue Hiroaki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: in press 号: 7 ページ: 840-847

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2018.03.001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Isomeric Aspartate residues in βB2-crystallin from Aged Human Lens2018

    • 著者名/発表者名
      Takata Takumi、Murakami Kento、Toyama Atsuhiko、Fujii Noriko
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: in press 号: 7 ページ: 767-774

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2018.04.002

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asp 58 modulates lens αA-crystallin oligomer formation and chaperone function2018

    • 著者名/発表者名
      Takata Takumi、Nakamura-Hirota Tooru、Inoue Rintaro、Morishima Ken、Sato Nobuhiro、Sugiyama Masaaki、Fujii Noriko
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: in press 号: 12 ページ: 2263-2277

    • DOI

      10.1111/febs.14475

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isomeric Replacement of a Single Aspartic Acid Induces a Marked Change in Protein Function: The Example of Ribonuclease A2017

    • 著者名/発表者名
      Sakaue H, Kinouchi T, Fujii N, Takumi T, Fujii N.
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 1 ページ: 260-267

    • DOI

      10.1021/acsomega.6b00346

    • 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] Ferulic Acid Suppresses Amyloid β Production in the Human Lens Epithelial Cell Stimulated with Hydrogen Peroxide.2017

    • 著者名/発表者名
      Nagai N, Kotani S, Mano Y, Ueno A, Ito Y, Kitaba T, Takata T and Fujii N.
    • 雑誌名

      Biomed. Res. Int.

      巻: - ページ: 1-9

    • DOI

      10.1155/2017/5343010

    • 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] Identification of ?-amino acid-containing peptides in human serum2017

    • 著者名/発表者名
      Ha Seongmin、Kim Ingu、Takata Takumi、Kinouchi Tadatoshi、Isoyama Masaharu、Suzuki Minoru、Fujii Noriko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 12 ページ: e0189972-e0189972

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0189972

    • 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] クリスタリン内部アミノ酸の翻訳後修飾からみる水晶体老化2020

    • 著者名/発表者名
      高田 匠
    • 学会等名
      第59回日本白内障学会総会・第46回水晶体研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] αA-クリスタリン中のAsp151をAsnに置換した組換え体では、同部位の異性化が10倍速く進行する2020

    • 著者名/発表者名
      高田 匠 , 藤井 紀子
    • 学会等名
      第59回日本白内障学会総会・第46回水晶体研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質結合型のアスパラギン酸残基の異性化修飾について2020

    • 著者名/発表者名
      高田 匠 , 藤井 紀子
    • 学会等名
      第71回日本電気泳動学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Effects of Isomerization and Racemization of Asp Residues for Polypeptide Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata, Naomi Hachiya and Noriko Fujii
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CREATION OF ASP-ISOMER-CONTAINING LENS alphaA-CRYSTALLIN USING THE EXPRESSED PROTEIN LIGATION2019

    • 著者名/発表者名
      T. Takata, H. Sakaue, and N. Fujii.
    • 学会等名
      The 4th International Conference of D-amino acid Research.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ISOMERIZATION OF ASP INCREASES THE AGGREGATION OF CRYSTALLIN AND DECREASES THE CHAPERONE FUNCTION OF CRYSTALLIN2019

    • 著者名/発表者名
      N. Fujii, T. Takata, I. Kim, R. Inoue, K. Morishima, K. Magami, and M. Sugiyama.
    • 学会等名
      The 4th International Conference of D-amino acid Research.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A SINGLE ASP-ISOMER SUBSTITUTION IN AN ALPHA A-CRYSTALLIN-DERIVED PEPTIDE INDUCES A LARGE CHANGE IN PEPTIDE PROPERTIES2019

    • 著者名/発表者名
      K. Magami, T. Kinouchi, I. Kim, T. Takata, and N. Fujii.
    • 学会等名
      The 4th International Conference of D-amino acid Research.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重反応モニタリング(MRM)法を用いた老化蛋白質中のD-アミノ酸分析2019

    • 著者名/発表者名
      藤井紀子, 高田匠, 金仁求, 松原稔哉
    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Asp151部位へAsp異性体を導入したαA-クリスタリンの作出2019

    • 著者名/発表者名
      高田匠, 藤井紀子
    • 学会等名
      第58回日本白内障学会総会・第45回水晶体研究会合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] クリスタリン中の複数箇所で見られるAsp異性体の一斉分析2019

    • 著者名/発表者名
      藤井紀子, 高田匠, 金仁求, 松原稔哉
    • 学会等名
      第58回日本白内障学会総会・第45回水晶体研究会合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Lens β-crystallins preferentially form hetero-oligomers2019

    • 著者名/発表者名
      K. J. Lampi, M. Donor, T. Takata, C. Vetter, L. L. David, and J. Prell.
    • 学会等名
      The Association For Research in Vision and Ophthalmology.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] D-アミノ酸で語る新しい老化サイエンス2019

    • 著者名/発表者名
      高田匠
    • 学会等名
      第14回 京都大学附置研究・センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creation and analysis of isomers-containing lens αA-crystallin2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata, Ken Morishima, Rintaro Inoue, Masaaki Sugiyama and Noriko Fujii
    • 学会等名
      The 6th International Conference on the Lens.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Mutation Studies for Isomerization Hot spots of Aspartate Residues in Lens αA-Crystallin2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata and Noriko Fujii
    • 学会等名
      ISER 2018 XXIII Biennial Meeting of the International Society for Eye Research
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒト水晶体内α A- クリスタリン中における Asp151 部位の重要性2018

    • 著者名/発表者名
      高田 匠, 藤井 紀子
    • 学会等名
      第57回日本白内障学会総会・第44回水晶体研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] β-クリスタリン中のアスパラギン酸残基の異性化2018

    • 著者名/発表者名
      金 仁求, 高田 匠, 加治 優一, 藤井 紀子
    • 学会等名
      第57回日本白内障学会総会・第44回水晶体研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Isomerization and racemization hotspots in lens αA-crystallin2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata and Noriko Fujii
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The Site-specific Impact of Modifications of Aspartate Residues on Lens αA-Crystallin2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata, Rintaro Inoue, Ken Morishima, Nobuhiro Sato, Masaaki Sugiyama, and Noriko Fujii
    • 学会等名
      The Association for Research in Vision and Ophthalmology 2018 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クリスタリンの凝集とアスパラギン酸の異性化2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 紀子, 高田 匠, 金 仁求, 守島 健, 井上 倫太郎, 眞上 晃輔, 杉山 正明
    • 学会等名
      第14回 D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト水晶体内αA-クリスタリン中のAsp151残基異性化について2018

    • 著者名/発表者名
      高田 匠, 藤井 紀子
    • 学会等名
      第14回 D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] β-クリスタリン中のアスパラギン酸残基の異性化2018

    • 著者名/発表者名
      金 仁求, 高田 匠, 加治 優一, 藤井 紀子
    • 学会等名
      第14回 D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Asp76異性化によるαA-crystallin由来ペプチドαA66-80の機能変化2018

    • 著者名/発表者名
      眞上 晃輔, 木野内 忠稔, 金 仁求, 高田 匠, 藤井 紀子
    • 学会等名
      第14回 D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Age-related abnormal Asp 58 isomers distribution in lens αA-crystallin2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata, Noriko Fujii
    • 学会等名
      The 3rd International Conference of D-Amino Acid Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The mechanism of D-amino acid formation in proteins and new method of protein-bound D-amino acid detection2017

    • 著者名/発表者名
      Noriko Fujii, Takumi Takata, Norihiko Fujii, Kenzo Aki, Hiroaki Sakaue
    • 学会等名
      The 3rd International Conference of D-Amino Acid Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A single aspartyl isomer at a specific site induces a change in protein function2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sakaue, Tadatoshi Kinouchi, Takumi Takata, Noriko Fujii
    • 学会等名
      The 3rd International Conference of D-Amino Acid Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the post-translational modifications of the individual amino acids in lens proteins which were induced by irradiation and aging2017

    • 著者名/発表者名
      Ingu Kim, Takumi Takata, Noriko Fujii
    • 学会等名
      The 3rd International Conference of D-Amino Acid Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水晶体構成タンパク質中のアミノ酸の翻訳後修飾が引き起こす白内障発祥の機構解明に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      高田匠
    • 学会等名
      第56回日本白内障学会総会・第43回水晶体研究会 合同大会 受賞講演
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] alphaA-クリスタリン相互作用能に関与するAsp異性化2017

    • 著者名/発表者名
      高田匠, 金仁求, 藤井紀子
    • 学会等名
      第56回日本白内障学会総会・第43回水晶体研究会 合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] LC-MS/MSによる白内障クリスタリンの翻訳後修飾の一斉分析2017

    • 著者名/発表者名
      金仁求, 高田匠, 加治優一, 藤井紀子
    • 学会等名
      第56回日本白内障学会総会・第43回水晶体研究会 合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Age-related modification of Asp58 and Asp151 in lens αA-crystallin contributes to cataract formation2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takata, Noriko Fujii
    • 学会等名
      International Conference on the Lens 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The loss of chaperone activity of human lens αA-crystallin-derived peptide 66-80 is dramatically recovered by the replacement of Lβisomer at Asp762017

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Magami, Takumi Takata, Iugu Kim, Noriko Fujii
    • 学会等名
      International Conference on the Lens 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加齢に応じた水晶体機能の低下に関与するアスパラギン酸の異性化修飾2017

    • 著者名/発表者名
      高田匠, 藤井紀子
    • 学会等名
      第90回 日本生化学会 (ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] αA-クリスタリン66-80ペプチド中でのAsp76の異性化によるペプチドの機能変化2017

    • 著者名/発表者名
      眞上晃輔, 高田匠, 金仁求, 木野内忠稔, 藤井紀子
    • 学会等名
      第90回 日本生化学会 (ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] αA-クリスタリンの部分ペプチドを用いたAsp58の異性化速度に関するpHの影響2017

    • 著者名/発表者名
      石原和樹, 金仁求, 高田匠, 藤井紀子
    • 学会等名
      第90回 日本生化学会 (ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト血清中のD-アミノ酸含有ペプチド同定2017

    • 著者名/発表者名
      Seongmin H, Ingu Kim, 高田匠, 藤井紀子
    • 学会等名
      第90回 日本生化学会 (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: 2022-01-27  

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