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MSサイレンシングによる時空間プロテオミクス

研究課題

研究課題/領域番号 20K21478
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

石濱 泰  京都大学, 薬学研究科, 教授 (30439244)

研究分担者 小形 公亮  京都大学, 薬学研究科, 特定助教 (80866781)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード質量分析 / プロテオミクス / タンパク質構造 / 化学修飾 / リン酸化修飾
研究開始時の研究の概要

1細胞プロテオーム解析技術の確立をめざして、標的とする局所以外にランダムな化学修飾を施すことにより、質量分析(MS)によってタンパク質を検出できなくする新技術「MS サ
イレンシング」を提案する。これにより標的器官や標的 1 細胞由来のプロテオームのシグナルを選択的に検出し、その時空間情報を一斉取得する手法を確立する。本提案は、これまでの手法と異なり、化学修飾による MS での感度低下を逆手に取った高感度化手法であり、実用的 1 細胞プロテオーム解析プラットフォームの確立に挑戦する。

研究成果の概要

本研究では、標的器官や標的 1 細胞由来のプロテオームのシグナルを選択的に検出し、その時空間情報を一斉取得する手法を確立するため、標的とする局所以外にランダムな化学修飾や酵素修飾を施すことにより質量分析(MS)によってタンパク質を検出できなくする新技術「MS サイレンシング」の開発を目指した。化学修飾については、光反応性アリールジアジリンを選択した結果、標的タンパク質由来のMSシグナルを1/10以下に減衰させることに成功した。酵素反応では、in vitroキナーゼ反応によりタンパク質表面をリン酸基により標識し、その標識率の差からタンパク質構造変化の検出が可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞や組織の中には数万種のタンパク質がひしめき合っており。その中である条件をもつタンパク質群のみを選択的に検出する手法を開発することにより、今まで見えなかったものが新たに見えてくる可能性がある。そのための一般的な手法として、今回のMSサイレンシング法の開発に成功した。ここでは、化学反応を用いる方法と酵素反応を用いる方法をそれぞれ開発し、いずれの方法も目的の性能を有していることを証明することができた。今後、様々な応用例に適用されることを期待している。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26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 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Motif-centric phosphoproteomics to target kinase-mediated signaling pathways2022

    • 著者名/発表者名
      Chia-Feng Tsai, Kosuke Ogata, Naoyuki Sugiyama, Yasushi Ishihama
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 2 号: 1 ページ: 100138-100138

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2021.100138

    • NAID

      120007187415

    • 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] One-step Isolation of Protein C-terminal Peptides from V8 Protease-digested Proteins by Metal Oxide-based Ligand Exchange Chromatography2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishida, Yasushi Ishihama
    • 雑誌名

      Anal Chem

      巻: 94 号: 2 ページ: 944-951

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.1c03722

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Phosphorylation on the Collision Cross Sections of Peptide Ions in Ion Mobility Spectrometry2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ogata, Chih-Hsiang Chang and Yasushi Ishihama
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 10 号: 1 ページ: A0093-A0093

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.A0093

    • NAID

      130007977764

    • ISSN
      2186-5116, 2187-137X
    • 年月日
      2021-01-30
    • 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] Identification of Endogenous Kinase Substrates by Proximity Labeling Combined with Kinase Perturbation and Phosphorylation Motifs.2021

    • 著者名/発表者名
      Niinae T, Imami K, Sugiyama N, Ishihama Y.
    • 雑誌名

      Mol Cell Proteomics

      巻: 20 ページ: 100119-100119

    • DOI

      10.1016/j.mcpro.2021.100119

    • 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] Nano-scale solid-phase isobaric labeling for multiplexed quantitative phosphoproteomics2021

    • 著者名/発表者名
      Ogata K, Tsai CF, Ishihama Y.
    • 雑誌名

      J Proteome Res

      巻: 20 号: 8 ページ: 4193-4202

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.1c00444

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CoolTip: Low-Temperature Solid-Phase Extraction Microcolumn for Capturing Hydrophilic Peptides and Phosphopeptides2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ogata, Yasushi Ishihama
    • 雑誌名

      Mol Cell Proteomics

      巻: 20 ページ: 100170-100170

    • DOI

      10.1016/j.mcpro.2021.100170

    • 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] Peptide probes containing a non-hydrolyzable phosphotyrosine-mimetic residue for enrichment of protein tyrosine phosphatases2021

    • 著者名/発表者名
      Tsumagari K, Niinae T, Otaka A, Ishihama Y.
    • 雑誌名

      Proteomics

      巻: - 号: 4 ページ: 2100144-2100144

    • DOI

      10.1002/pmic.202100144

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キナーゼ基質モチーフ標的型リン酸化プロテオミクス2022

    • 著者名/発表者名
      小形公亮
    • 学会等名
      第19回 北里疾患プロテオーム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitroリン酸化タグを用いたタンパク質の構造変化検出法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      前田朝登、小形公亮、杉山直幸、石濱泰
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In vitroリン酸化タグを用いたタンパク質の構造変化検出法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      前田朝登、小形公亮、杉山直幸、石濱泰
    • 学会等名
      第3回生体分子分析ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Peak Identification and Quantification by Proteomic Mass Spectrogram Decomposition2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      10th Asia-Oceania Human Proteome Organization Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Proteomic profiling of peptide collision cross-sections with trapped ion mobility spectrometry2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ogata, Chih-Hsiang Chang, Darien Yeung, Victor Spicer, Oleg Krokhin, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      10th Asia-Oceania Human Proteome Organization Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 薬学プロテオミクスの最前線2021

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      第47回BMSコンファレンス(BMS2020/2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Proteome-wide profiling of the position specific amino acid contributions to the peptide collision cross-sections2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ogata, Chih-Hsiang Chang, Darien Yeung, Victor Spicer, Oleg Krokhin, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      PBA2021 31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein Terminomics to Uncover Human Proteoform Atlas2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      PBA2021 31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 配列特異的なアミノ酸の相対衝突断面積に基づくペプチドイオンモビリティ予測2021

    • 著者名/発表者名
      小形公亮, Chih-Hsiang Chang, Darien Yeung, Victor Spicer, Oleg Krokhin, 石濱泰
    • 学会等名
      BMAS2021 第33回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プロテオーム解析のための基盤技術開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質プロテオフォームの大規模解析2021

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      第71回日本薬学会関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large-Scale Identification of Protein N- and C-Termini to Profile Human Proteoforms2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      Asian Conference on Analytical Sciences 2021 (ASIANALYSIS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ショットガンプロテオミクスのためのペプチド分離2021

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      クロマトグラフィー次世代技術セミナー2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プロテオミクスLC/MS/MSにおける感度向上を目的とした移動相添加剤の検討2021

    • 著者名/発表者名
      小形 公亮, Taylor Battellino, Victor Spicer, Oleg Krokhin, 石濱 泰
    • 学会等名
      第32回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シグナル伝達経路解明に向けたキナーゼ基質モチーフ標的型リン酸化プロテオミクス2021

    • 著者名/発表者名
      小形公亮、Chia-Feng Tsai、杉山直幸、石濱泰
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] オミクス解析のための微量分離技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      第41回キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analytical challenges to unveil human proteome and proteoforms2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Trypsin Limited Proteolysis Strategy towards in-depth Structural Proteomics2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ogata, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      第68回アメリカ質量分析学会(ASMS2020Reboot)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenges to unveil human proteoform landscape by shotgun proteomics approaches2020

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      HUPO Connect 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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