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新規直鎖状ユビキチン結合タンパク質ファミリーのNF-κB制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06611
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43060:システムゲノム科学関連
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, 准教授 (70432804)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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)
キーワードユビキチン結合タンパク質 / ZFAND / 直鎖ユビキチン鎖 / NF-kB / ユビキチン鎖結合タンパク質 / ユビキチン鎖 / NF-kBシグナル / NF-κB / 直鎖状ユビキチン鎖 / ユビキチン結合蛋白質 / コムギ無細胞蛋白質合成系
研究開始時の研究の概要

本研究では、ヒト2万種タンパク質アレイを用いた網羅的結合解析より、直鎖型ポリユビキチン鎖結合タンパク質として見出された4つのZFANDファミリータンパク質を解析対象とする。これらのZFANDは、いずれも細胞においてNF-κBシグナルを抑制することから、NF-κBシグナルの新規制御因子として機能すると考えられる。本研究では、この4つのZFANDのPolyUb鎖の特異性や結合アフィニティー、結合様式などの生化学的性質を明らかにする。得られた生化学的性質をもとに、ZFANDの細胞内におけるNF-κBシグナル制御機構を明らかにし、4つのZFANDの細胞内での役割やその生理学的意義の解明を目指す。

研究成果の概要

タンパク質のユビキチン(Ub)化において、タンパク質に結合したUbに別のUb分子が重合し8種のPolyUb鎖を形成する。個々のPolyUb鎖の機能や役割は、これに結合するユビキチン結合タンパク質(UBP)によって決定される。本研究では、先行研究で見出した新規M1鎖UBPであるZFANDファミリーに属するZFAND3, 5, 6のNF-kBシグナル制御の役割の解明を目指した。本研究の成果により、M1鎖に高い結合能を示すZFAND5は、NF-kBシグナル活性化経路において、他のUBPと協調してK63やM1鎖のユビキチン修飾を受ける因子に作用することでシグナル伝達を抑制していることが強く示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

NF-kBシグナル伝達経路は細胞の炎症や免疫、生存を左右する非常に重要な経路であり、これまでに多くの研究が成されている。しかし、個々の細胞イベントによって、使われる因子やそのアウトプットとして起こる細胞応答は複雑多岐にわたっており、まだ未詳な点が少なくない。本研究において、これまで機能未知だったZFANDファミリーに焦点を絞り、その機能の一端の解明に成功した。これらの結果から、NF-kB活性化時に形成されるユビキチン鎖に、ZFAND5をはじめとするUBPが数多く集結し、その活性を制御していることが示唆されており、上記の炎症や免疫のイベントに寄与することが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] OTUD1 deubiquitinase regulates NF-κB- and KEAP1-mediated inflammatory responses and reactive oxygen species-associated cell death pathways2022

    • 著者名/発表者名
      Oikawa Daisuke、Gi Min、Kosako Hidetaka、Shimizu Kouhei、Takahashi Hirotaka、Shiota Masayuki、Hosomi Shuhei、Komakura Keidai、Wanibuchi Hideki、Tsuruta Daisuke、Sawasaki Tatsuya、Tokunaga Fuminori
    • 雑誌名

      Cell Death & Disease

      巻: 13 号: 8 ページ: 694-694

    • DOI

      10.1038/s41419-022-05145-5

    • 関連する報告書
      2022 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] Protein?protein interactions between jasmonate-related master regulator MYC and transcriptional mediator MED25 depend on a short binding domain2022

    • 著者名/発表者名
      Takaoka Yousuke、Suzuki Kaho、Nozawa Akira、Takahashi Hirotaka、Sawasaki Tatsuya、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 1 ページ: 101504-101504

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101504

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple method for labeling proteins and antibodies with biotin using the proximity biotinylation enzyme TurboID2022

    • 著者名/発表者名
      Shioya Ryouhei、Yamada Kohdai、Kido Kohki、Takahashi Hirotaka、Nozawa Akira、Kosako Hidetaka、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 592 ページ: 54-59

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.12.109

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myofiber androgen receptor increases muscle strength mediated by a skeletal muscle splicing variant of Mylk42021

    • 著者名/発表者名
      Iori Sakakibara, Yuta Yanagihara, Koichi Himori, Takashi Yamada, Hiroshi Sakai, Yuichiro Sawada, Hirotaka Takahashi, Noritaka Saeki, Hiroyuki Hirakawa, Atsushi Yokoyama, So-Ichiro Fukada, Tatsuya Sawasaki, Yuuki Imai
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 4 ページ: 102303-102303

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102303

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thalidomide and its metabolite 5‐hydroxythalidomide induce teratogenicity via the cereblon neosubstrate PLZF2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Satoshi、Murai Hidetaka、Saito Daisuke、Abe Gembu、Tokunaga Etsuko、Iwasaki Takahiro、Takahashi Hirotaka、Takeda Hiroyuki、Suzuki Takayuki、Shibata Norio、Tamura Koji、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 40 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.15252/embj.2020105375

    • 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
  • [雑誌論文] MIND bomb 2 prevents RIPK1 kinase activity-dependent and -independent apoptosis through ubiquitylation of cFLIPL2021

    • 著者名/発表者名
      Nakabayashi Osamu、Takahashi Hirotaka、Moriwaki Kenta、Komazawa-Sakon Sachiko、Ohtake Fumiaki、Murai Shin、Tsuchiya Yuichi、Koyahara Yuki、Saeki Yasushi、Yoshida Yukiko、Yamazaki Soh、Tokunaga Fuminori、Sawasaki Tatsuya、Nakano Hiroyasu
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 80-80

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01603-y

    • 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
  • [雑誌論文] A Human DUB Protein Array for Clarification of Linkage Specificity of Polyubiquitin Chain and Application to Evaluation of Its Inhibitors2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hirotaka、Yamanaka Satoshi、Kuwada Shohei、Higaki Kana、Kido Kohki、Sato Yusuke、Fukai Shuya、Tokunaga Fuminori、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 8 号: 6 ページ: 152-152

    • DOI

      10.3390/biomedicines8060152

    • 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
  • [学会発表] Development of small chemical compounds that specifically inhibit the deubiquitinating enzyme USP152022

    • 著者名/発表者名
      Kana Higaki, Kazuma Iwata, Yusuke Sato, Yangying Hao, Susumu Goyama, Daisuke Takaya, Teruki Honma, Fuminori Tokunaga, Hirotaka Takahashi, Tatsuya Sawasaki
    • 学会等名
      Ubiquitin New Frontier from Neo-Biology to Targeted Protein Degradation
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脱ユビキチン化酵素USP15を特異的に阻害する低分子化合物の開発2022

    • 著者名/発表者名
      檜垣 佳奈, 岩田 和真, 佐藤 裕介, 郝楊穎, 合山 進, 髙谷 大輔, 本間 光貴, 徳永 文稔, 高橋 宏隆, 澤崎 達也
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内ウイルス受容体MDA5を制御するDUBの探索と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆,坂口 詩穏,西野 耕平, 小迫 英尊, 及川 大輔,徳永文稔,澤崎 達也
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会・シンポジウム ユビキチンワールドを制御する脱ユビキチン化酵素の疾患、創薬における重要性
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質アレイ技術を基盤とした脱ユビキチン化酵素の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆,檜垣 佳奈,山中 聡士,佐藤 裕介,平野 港,好井 健太朗,髙谷 大輔,本間 光貴,及川 大輔,徳永 文稔,澤崎 達也
    • 学会等名
      第27回病態プロテアーゼ学会 ワークショップ「タンパク質修飾プロテアーゼによる生体機能調節」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無細胞蛋白合成系を用いた、ユビキチン化によって制御されるNF-kBおよびIFNシグナル伝達経路の分子機構解明2021

    • 著者名/発表者名
      高橋宏隆
    • 学会等名
      第17回感染症サイトカイン研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of small chemical compounds that specifically inhibit the deubiquitinating enzyme USP152021

    • 著者名/発表者名
      Higaki K, Yamanaka S, Iwata K, Sato Y, Takaya D, Honma T, Tokunaga F, Takahashi H, Sawasaki T
    • 学会等名
      The 19th Protein Island Matsuyama International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デングウイルスNS3に結合する新規宿主因子SIGIRRの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆, 重松 裕樹,鈴木 陽一,Vasudevan G. Subhash,澤崎 達也
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] In vitroおよび細胞レベルの2つの相互作用解析を基盤としたウイルスRNA受容体MDA5の新規結合タンパク質の網羅的同定2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆,坂口 詩穏,林 徳宙,入江 崇,小迫 英尊,澤崎 達也
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] デングウイルスNS3に結合する新規宿主因子SIGIRRの同定と機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆, 重松 裕樹,鈴木 康嗣, 渡辺 幸三, 鈴木 陽一,Subhash G. Vasudevan, 澤崎 達也
    • 学会等名
      第27回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] USPファミリーの脱ユビキチン化酵素を特異的に阻害する低分子化合物の開発。2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆,山中 聡士,桒田 翔平,檜垣 佳奈,佐藤 裕介,深井 周也,徳永 文稔,澤崎 達也。
    • 学会等名
      第93回生化学会。シンポジウム「ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア」。
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コムギ無細胞タンパク質アレイ技術を用いたユビキチンシグナル解析2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆
    • 学会等名
      第6回日本血管生物学会若手研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] コムギ無細胞系を用いた直鎖状ユビキチン鎖の新規デコーダー分子の網羅的探索と機能解析。2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏隆, 長尾 和哉, 岩崎 誠, 佐藤 裕介,及川 大輔, 徳永 文稔, 澤崎 達也
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会 ワークショップ「多彩な生理機能を発揮するユビキチンコードのバイオロジー」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Methods of Mathematical Oncology, Fusion of Mathematics and Biology2021

    • 著者名/発表者名
      Morishita R, Takahashi H, Sawasaki T
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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