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大規模プロテオフォーム解析法の開発とその全体像の理解

研究課題

研究課題/領域番号 21H02459
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
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)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードプロテオフォーム / プロテオーム / スプライシング / 翻訳開始点 / プロテオリシス
研究開始時の研究の概要

プロテオフォームとは、RNAスプライシングやSNPs等のmRNAに由来するアイソフォームだけではなく、翻訳制御により様々な翻訳開始点や終始点をもつタンパク質、翻訳後に生じる内在性プロテオリシス産物や翻訳後修飾体も含めて多様なタンパク質一次配列の違いに基づく呼称である。本研究では、①プロテオフォームを大規模解析する技術を開発し、②プロテオフォームがもたらすプロテオーム多様性が、どのような制御を受けて形成されているか、その全体像「プロテオフォームランドスケープ」を明らかにする。これらは、本研究の次のステージで、細胞の機能や疾病との関連を調べるための基盤となる。

研究成果の概要

タンパク質混合物から、消化・単離という2ステップでタンパク質N末端およびC末端ペプチドをそれぞれ単離するCHAMP法を開発した。CHAMP法を非小細胞性肺がん細胞株11種に適用し、試料選択的なプロテオフォームプロファイルを計測した。その結果、未報告例を含む3181のプロテオリシス産物の同定・定量に成功した。また、1122のペプチドがSwiss-Prot由来のタンパク質に含まれない、非典型タンパク質由来なものとして同定された。この1122の非典型タンパク質由来のペプチドについて詳細な解析を行った結果、多くのSNV含有ペプチド、スプライシングアイソフォーム、新規翻訳開始点候補が同定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年タンパク質をnon-coding RNAが多数報告されてきたが、このなかには非典型タンパク質として翻訳されているものがあることがリボソームプロファイリングから予測されてきたが、今回の結果よりその全貌の一旦が明らかとなった。また、翻訳後にプロテオリシスをうけて生じたプロテオフォームについてもプロテオーム規模で明らかにすることができた。今後これらの制御機構がより詳細にわかり、疾患特異的なプロテオフォームが明らかになれば、新たな創薬標的となる可能性もある。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 3件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 15件、 招待講演 16件)

  • [雑誌論文] Extending the Coverage of Lys-C/Trypsin-Based Bottom-up Proteomics by Cysteine S-Aminoethylation2024

    • 著者名/発表者名
      Tomioka Ryota、Tomioka Ayana、Ogata Kosuke、Chan Hsin-Ju、Chen Li-Yu、Guzman Ulises H.、Xuan Yue、Olsen Jesper V.、Chen Yu-Ju、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Journal of the American Society for Mass Spectrometry

      巻: 35 号: 2 ページ: 386-396

    • DOI

      10.1021/jasms.3c00448

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Validity of the cell‐extracted proteome as a substrate pool for exploring phosphorylation motifs of kinases2023

    • 著者名/発表者名
      Niinae Tomoya、Sugiyama Naoyuki、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 28 号: 10 ページ: 727-735

    • DOI

      10.1111/gtc.13063

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Centrifugal Gel Crushing Tips for Gel-Based Proteome Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Nishida Hiroshi、Kanao Eisuke、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 95 号: 50 ページ: 18311-18315

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.3c02527

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Retention Behavior of Phosphorylated Peptides in Ion-Pair Reversed-Phase Liquid Chromatography2022

    • 著者名/発表者名
      OGATA Kosuke、ISHIHAMA Yasushi
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 43 号: 3 ページ: 137-141

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2022.016

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2022-10-20
    • 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
  • [雑誌論文] Immunoreactivity profiling of Anti-Chinese hamster ovarian host cell protein antibodies by isobaric labeled affinity purification-mass spectrometry reveals low-recovery proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Takagi Shunsuke、Shibata Masayoshi、Suzuki Nobuyuki、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A

      巻: 1685 ページ: 463645-463645

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2022.463645

    • 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
  • [雑誌論文] Acetic Acid Ion Pairing Additive for Reversed-Phase HPLC Improves Detection Sensitivity in Bottom-up Proteomics Compared to Formic Acid2022

    • 著者名/発表者名
      Battellino Taylor、Ogata Kosuke、Spicer Victor、Ishihama Yasushi、Krokhin Oleg
    • 雑誌名

      Journal of Proteome Research

      巻: 22 号: 1 ページ: 272-278

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.2c00388

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Motif-Targeting Phosphoproteome Analysis of Cancer Cells for Profiling Kinase Inhibitors2022

    • 著者名/発表者名
      Ogata Kosuke、Takagi Shunsuke、Sugiyama Naoyuki、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 15 号: 1 ページ: 78-78

    • DOI

      10.3390/cancers15010078

    • 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
  • [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] 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
  • [雑誌論文] A simple protocol for analyzing the protein terminome of culture supernatants of human cancer cell lines2021

    • 著者名/発表者名
      K Tsumagari, CH Chang, Y Ishihama
    • 雑誌名

      Star Protocols

      巻: 2 ページ: 100682-100682

    • 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
  • [学会発表] Identification of Signal Peptide Cleavage Sites by One-step N-terminomics2024

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱泰
    • 学会等名
      第7回 京都生体質量分析研究会国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proteogenome analysis of lung cancer cell lines for comprehensive identification of novel proteoforms2024

    • 著者名/発表者名
      谷口優斗、西田紘士、奥田修二郎、石濱泰
    • 学会等名
      第7回 京都生体質量分析研究会国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein N- and C-terminomics platform with one-step isolation of protein terminal peptides2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishida, Kazuya Morikawa, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      11th AOHUPO
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピペットチップ型カラムを用いたワンステップタンパク質末端ペプチド濃縮法2023

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱 泰
    • 学会等名
      第71回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] プロテオフォーム大規模解析とプロテオームデータベース2023

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      第2回環境化学物質3学会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質末端ペプチド濃縮法を用いた非小細胞肺がん細胞株のプロテオフォーム解析2023

    • 著者名/発表者名
      谷口優斗、西田紘士、奥田修二郎、石濱泰
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会 2023 年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ワンステップタンパク質N末端ペプチド単離法による包括的タンパク質N末端解析2023

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱泰
    • 学会等名
      第35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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale analysis of protein N- and C-termini for profiling human proteoforms2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      AOMSC-KSMS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] がん細胞のプロテアーゼ制御機構解明に向けたタンパク質ターミノーム解析2023

    • 著者名/発表者名
      谷口優斗、西田紘士、奥田修二郎、石濱泰
    • 学会等名
      第20回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale proteoform analysis in proteogenomics: current status and challenges2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      International Cancer Proteogenomics Symposium Tokyo 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新生ポリペプチド鎖のプロテオミクス2022

    • 著者名/発表者名
      今見考志、内山純貴、森川和哉、石濱泰
    • 学会等名
      第22回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GeLC-MS/MSのためのピペットチップを用いた簡便なゲル破砕法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      西田紘士、工藤拓実、石濱泰
    • 学会等名
      第29 回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 共翻訳 N 末端アセチル化修飾の大規模解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、西田紘士、内山純貴、今見考志、石 濱 泰
    • 学会等名
      第70回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] プロテオミクスの最前線2022

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第33回サマースクール
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精密化プロテオミクスへの挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      第8回がんと代謝研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 未開拓プロテオミクスへの挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      石濱泰
    • 学会等名
      第16回近畿支部若手夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein terminome-centric proteoform analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2022年大会pre-congress webinar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質末端解析データを用いたノンカノニカルタンパク質の同定2022

    • 著者名/発表者名
      西田 紘士、今見 考志、高地 雄太、石濱 泰
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新生ポリペプチド鎖N末端解析によるノンカノニカルタンパク質の同定2022

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Non-canonical Protein Identification by Protein Terminomics2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishida, Koshi Imami, Yuta Kochi, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      HUPO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新生ポリペプチド鎖N末端アセチル化修飾の大規模解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、内山純貴、西田紘士、今見考志、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] 新生ポリペプチド鎖N末端アセチル化修飾の大規模解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      森川和哉、内山純貴、西田紘士、今見考志、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] Isolation of Protein C-terminal Peptides by V8 Protease Digestion Coupled with Ligand Exchange Chromatographic Separation2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishida, 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] Novel one-step isolation method for protein C-terminal peptides with ligand exchange chromatography2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishida, 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] 配位子交換クロマトグラフィーによるワンステップタンパク質C末端ペプチド濃縮法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      西田 紘士、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] N末端プロテオミクスによる新規翻訳開始点の同定2021

    • 著者名/発表者名
      西田 紘士、今見 考志、石濱 泰
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2021年大会
    • 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

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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