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構造プロテオミクスのための高効率ゲル内タンパク質回収法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05526
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関愛媛大学

研究代表者

武森 信暁  愛媛大学, 学術支援センター, 講師 (40533047)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードポリアクリルアミドゲル電気泳動 / トップダウン質量分析 / タンパク質構造解析 / ゲル電気泳動 / 膜タンパク質 / トップダウンプロテオミクス / 質量分析 / タンパク質 / SDS-PAGE
研究開始時の研究の概要

これまでに申請者は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離したタンパク質をインタクトな状態で取り出し、超高分解能質量分析計内で断片化することにより、その配列や翻訳後修飾状態を包括的に解析する独自のトップダウン質量分析法の開発に成功している。しかし現状では、高分子量のタンパク質をゲルから高効率に回収することは困難であり、そのためトップダウン質量分析の解析対象は比較的低分子量のタンパク質成分に限定されている。本研究では、ゲル電気泳動で分離した50 kDaから300 kDaのタンパク質を標的とする高効率タンパク質回収法を開発し、ゲル分離後の全ての分子量域を網羅した構造プロテオミクス解析に挑戦する。

研究成果の概要

高感度なタンパク質構造解析法であるトップダウン質量分析は、タンパク質を丸ごとイオン化し、その化学構造情報を取得することを可能にする。トップダウン質量分析を用いて生体サンプルに含まれる目的タンパク質成分の構造情報を効果的に取得するには、複雑なタンパク質成分を質量分析前に分画する処理が不可欠である。本研究で我々は、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動を用いてタンパク質成分を高分解能に分画する手法を開発し、高感度なトップダウン質量分析を実現するための前分画ワークフローの確立に成功した。開発手法によるサンプル前処理は化学架橋質量分析によるタンパク質複合体の構造解析にも有効であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動は、生化学・分子生物学研究において既にその有効性が証明され、これまでに多くのライフサイエンス研究で採用されているが、トップダウン質量分析への本格的な導入は進んでいない。本研究で開発したSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動をベースとするタンパク質分画技術は、専用装置を必要とせず,簡易かつ低コストなタンパク質回収が可能であり、トップダウン質量分析によるタンパク質構造解析研究の普及を促進することが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] UCLA/国立高磁場研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCLA/国立高磁場研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bottom-up/cross-linking mass spectrometry <i>via</i> simplified sample processing on anion-exchange solid-phase extraction spin column2022

    • 著者名/発表者名
      Takemori Ayako、Kawashima Yusuke、Takemori Nobuaki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 6 ページ: 775-778

    • DOI

      10.1039/d1cc05529a

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ポリアクリルアミドゲル電気泳動を用いた高分解能プロテオーム分画法の開発とトップダウンプロテオミクスへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      武森 信曉
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 66

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a la carte QconCAT protein standards for multiplexed quantification of user-specified target proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Johnson James、Harman Victoria M.、Franco Catarina、Emmott Edward、Rockliffe Nichola、Sun Yaqi、Liu Lu-Ning、Takemori Ayako、Takemori Nobuaki、Beynon Robert J.
    • 雑誌名

      BMC Biology

      巻: 19 号: 1 ページ: 195-195

    • DOI

      10.1186/s12915-021-01135-9

    • 関連する報告書
      2021 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] 可溶性ポリアクリルアミドゲルを用いた新規プロテオミクス戦略2021

    • 著者名/発表者名
      武森 信曉
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 65 号: 2 ページ: 63-68

    • DOI

      10.2198/electroph.65.63

    • NAID

      130008072902

    • ISSN
      2189-2628, 2189-2636
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEPPI-MS: Polyacrylamide-Gel-Based Prefractionation for Analysis of Intact Proteoforms and Protein Complexes by Mass Spectrometry2020

    • 著者名/発表者名
      Takemori Ayako、Butcher David S.、Harman Victoria M.、Brownridge Philip、Shima Keisuke、Higo Daisuke、Ishizaki Jun、Hasegawa Hitoshi、Suzuki Junpei、Yamashita Masakatsu、Loo Joseph A.、Loo Rachel R. Ogorzalek、Beynon Robert J.、Anderson Lissa C.、Takemori Nobuaki
    • 雑誌名

      Journal of Proteome Research

      巻: 19 号: 9 ページ: 3779-3791

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.0c00303

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] BAC-DROP: Rapid Digestion of Proteome Fractionated via Dissolvable Polyacrylamide Gel Electrophoresis and Its Application to Bottom-Up Proteomics Workflow2020

    • 著者名/発表者名
      Takemori Ayako、Ishizaki Jun、Nakashima Kenji、Shibata Takeshi、Kato Hidemasa、Kodera Yoshio、Suzuki Tetsuro、Hasegawa Hitoshi、Takemori Nobuaki
    • 雑誌名

      Journal of Proteome Research

      巻: 20 号: 3 ページ: 1535-1543

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.0c00749

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ANCA関連血管炎のプロテオミクス2020

    • 著者名/発表者名
      武森信曉、石崎 淳、長谷川均
    • 雑誌名

      炎症と免疫

      巻: 28 ページ: 3-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] PEPPI-MS: Strategies to Enhance the Extraction of Electrophoretically Separated Proteins from Polyacrylamide Gels and Their Application to Top-Down/native Mass Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Takemori Ayako、Anderson Lissa C、Harman Victoria M.、Brownridge Philip、Butcher David、Shima Keisuke、Higo Daisuke、Ishizaki Jun、Hasegawa Hitoshi、Suzuki Junpei、Yamashita Masakatsu、Loo Joseph A.、R. Ogorzalek Loo Rachel、Beynon Robert J.、Takemori Nobuaki
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: 1 ページ: 1-43

    • DOI

      10.26434/chemrxiv.9917225.v1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Mass spectrometry-based proteomics approach to reveal the structure and dynamics of cellular proteoforms2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Takemori
    • 学会等名
      第二回分子夾雑化学国際会議 (CMCB2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PEPPI-MS: トップダウンプロテオミクスのためのサンプル前分画ワークフロー2021

    • 著者名/発表者名
      武森信曉
    • 学会等名
      第72回日本電気泳動学会総会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gel-Based Proteomicsの新戦略 -トップダウン質量分析とSDS-PAGEの融合-2021

    • 著者名/発表者名
      武森信曉
    • 学会等名
      第18回北里疾患プロテオーム研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gel-Based Top-Down Proteomics: プロテオミクス研究領域におけるポリアクリルアミドゲル電気泳動の新規活用法2020

    • 著者名/発表者名
      武森信曉
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 簡単DIY で内部標準ライブラリ構築2019

    • 著者名/発表者名
      武森信曉
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会第9回プロテオミクストレーニングコース「生命機能解析のためのプロテオミクス」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 包括的プロテオーム定量のためのQconCAT合成パイプライン2019

    • 著者名/発表者名
      武森信曉
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] QconCAT法によるトマト腺状トライコームの定量プロテオミクス2019

    • 著者名/発表者名
      武森文子, 野並浩, 武森信曉
    • 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] A high-throughput quantitative strategy of the targeted proteins in trichome glandular cells using QconCAT2019

    • 著者名/発表者名
      武森文子, 野並浩, 武森信曉
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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