信頼性の高いユビキチン化基質タンパク質の新規同定法の確立

• 研究課題/領域番号: 17K19506
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体の構造と機能およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 畠山 鎮次 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70294973)
• 研究協力者: 高橋 秀尚 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (20399819) ; 渡部 昌 北海道大学, 医学研究院, 講師 (10632424)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ユビキチン / TRIM型E3 / TUBE / Parkin / 蛋白質 / シグナル伝達 / プロテオーム / 生体分子

研究成果の概要

「ユビキチン化」はタンパク質分解を制御する多くの生命現象を支える極めて重要な翻訳後修飾の一つであり、ユビキチンリガーゼ（E3）が選択的に基質タンパク質を認識する。したがって個々のE3に特異的な基質を同定し、基質タンパク質のユビキチン化部位を決定することは、それらが関連する生命現象を理解する上で重要である。しかし、さまざまな問題により、ユビキチン化を受けた基質同定法の標準化には未だほど遠い。本研究では、TUBEとユビキチンレムナント抗体を用いた新規のテクノロジーにより、さまざまなタイプのユビキチンリガーゼ（E3）へ網羅的に適用し、E3－基質関係を俯瞰的に解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請で開発した基質同定法は、これまでの問題点を原理的に解消した全く新しい手法であり、すべてのE3に対して適用可能であるため、E3の機能解析が加速することが期待できると思われる。本手法の応用により、正常及び異常（疾患）に関与しているユビキチン化修飾の全貌解明が期待できる。したがって、将来的には疾患特異的ユビキチン化部位を標的とした創薬のシーズを発掘できる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Loss of TRIM29 Alters Keratin Distribution to Promote Cell Invasion in Squamous Cell Carcinoma. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yanagi T, Watanabe M, Hata H, Kitamura S, Imafuku K, Yanagi H, Homma A, Wang L, Takahashi H, Shimizu H, Hatakeyama S.
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 78 号: 24 ページ: 6795-6806
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-18-1495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain-Derived Neurotrophic Factor Improves Limited Exercise Capacity in Mice With Heart Failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Junichi、et al. Hatakeyama Shigetsugu、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Otsuka Yutaro、Sabe Hisataka、Tsutsui Hiroyuki、Anzai Toshihisa
  • 雑誌名: Circulation 巻: 138 号: 18 ページ: 2064-2066
  • DOI: 10.1161/circulationaha.118.035212
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-Sez6l2 antibody, detected in a patient with immune-mediated cerebellar ataxia, inhibits complex formation of GluR1 and Sez6l2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: J. Neurol. 巻: 265 号: 4 ページ: 962-965
  • DOI: 10.1007/s00415-018-8785-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRIM59 promotes gliomagenesis by inhibiting TC45 dephosphorylation of STAT3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Sang, Y., Li, Y., Song, L., Alvarez, A.A., Zhang, W., Lv, D., Tang, J., Liu, F., Chang, Z., Hatakeyama, S., Hu, B., Cheng, S. and Feng, H.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 78 号: 7 ページ: 1792-1804
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-17-2774
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mutations in bassoon in individuals with familial and sporadic progressive supranuclear palsy-like syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Yabe I, Yaguchi H, Kato Y, Miki Y, Takahashi H, Tanikawa S, Shirai S, Takahashi I, Kimura M, Hama Y, Matsushima M, Fujioka S, Kano T, Watanabe M, Nakagawa S, Kunieda Y, Ikeda Y, Hasegawa M, Nishihara H, Ohtsuka T, Tanaka S, Tsuboi Y, Hatakeyama S, Wakabayashi K, Sasaki H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 8 号: 1 ページ: 819-819
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19198-0
  • NAID: 120006377499
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TRIM Family Proteins: Roles in Autophagy, Immunity and Carcinogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, S
  • 雑誌名: Trends Biochem. Sci. 巻: 42 号: 4 ページ: 297-311
  • DOI: 10.1016/j.tibs.2017.01.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fine-tuning of thymocyte development by ubiquitination-mediated stability control of the ESCRT protein CHMP5 (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: Cell. Moll. Immnol. 巻: 14 号: 12 ページ: 957-959
  • DOI: 10.1038/cmi.2017.91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sez6l2 regulates phosphorylation of ADD and neuritogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 494 号: 1-2 ページ: 234-241
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.10.047
  • 査読あり
• [学会発表] TRIMファミリーの機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: 第２回ユビキチン研究会
• [学会発表] Comprehensive identification of E3 ubiquitin ligase substrates by fusion of TUBE and ligase trapping methods (2018)
  • 著者名/発表者名: Masashi watanabe, Shigetsugu Hatakeyama
  • 学会等名: The 2nd GI-CoRE GSQ, GSB & IGM Joint Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] TRIMタンパク質の機能と病理学的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: 第１回ユビキチン研究会
• [学会発表] ＴＲＩＭファミリータンパク質が関与する疾患 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: 第24回分子皮膚科学フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] ＴＲＩＭファミリータンパク質による細胞機能制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: GU Cancer Forum 2017
  • 招待講演
• [図書] 人体の構造と機能[2] 生化学 第14版 (2019)
  • 著者名/発表者名: 畠山 鎮次
  • 総ページ数: 304
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 9784260035569