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キナーゼ基質網羅的同定とゲノム変異依存的リン酸化シグナル解析

研究課題

研究課題/領域番号 21J15068
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分43060:システムゲノム科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

新苗 智也  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードプロテオミクス / キナーゼ / ホスファターゼ
研究開始時の研究の概要

ヒトの細胞では莫大な数のゲノム変異が存在し、それに伴うアミノ酸置換や挿入などの変異がタンパク質レベルでも起こっている。それら変異はキナーゼの基質の周辺にも起こる。キナーゼは基質中の特徴的な配列を認識してリン酸化を行うため、基質周辺における変異はキナーゼによるリン酸化反応に影響を与える。しかし、それら変異がキナーゼによるリン酸化反応に与える影響の網羅的解析は進んでいない。本研究では新規キナーゼ基質網羅的同定法を軸として、がんにおけるゲノム変異依存的なリン酸化シグナルの網羅的解析を行い、がんにおける薬剤耐性メカニズムの解明を目的とする。

研究実績の概要

今年度は、新規キナーゼ基質網羅的同定法およびチロシンホスファターゼの包括的活性測定法の確立を目指した。新規キナーゼ基質網羅的同定法に関しては、近接依存性ビオチン標識、キナーゼ摂動リン酸化プロテオミクス、リン酸化モチーフ解析の3つのアプローチにより、CK2およびPKAの基質同定に成功した。また、同定された基質周辺でのがんに関連するアミノ酸変異の影響を評価し、発がん性変異がリン酸化シグナルに影響を与えうることを示した。チロシンホスファターゼの包括的活性測定法に関しては、チロシンホスファターゼ(PTP)と強く結合する非加水分解性のリン酸化チロシン模倣体(F2Pmp)を組み込んだペプチド型プローブに着目した。本研究では、配列を系統的にデザインした17種のF2Pmpペプチドプローブを合成した。これらプローブを用いることで、プローブ配列依存的にPTPと結合することを示したと共に、classical PTPの包括的濃縮を達成した。また、F2PmpプローブによるPTP濃縮の大規模情報を取得することにより、これまでは行えなかったPTPのpY基質指向性情報とF2PmpプローブによるPTP濃縮の相関の詳細な解析を可能とし、その相関を明らかにした。本研究により、F2Pmpプローブ配列の効率的な設計が可能になったと考えられる。さらに、本研究ではF2PmpプローブがPTP活性依存的にPTPと結合することを示し、本プローブを用いることにより、EGF刺激において、複数のPTPの活性が経時的に変動することを示した。これらの手法はリン酸化ネットワーク全体の理解に資する重要な基盤となると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [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] 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] The Escherichia coli S2P intramembrane protease RseP regulates ferric citrate uptake by cleaving the sigma factor regulator FecR2021

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Tatsuhiko、Niinae Tomoya、Tsumagari Kazuya、Imami Koshi、Ishihama Yasushi、Hizukuri Yohei、Akiyama Yoshinori
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100673-100673

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100673

    • 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] Biotinylation-based proximity labelling proteomics: basics, applications and technical considerations2021

    • 著者名/発表者名
      Niinae Tomoya、Ishihama Yasushi、Imami Koshi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 170 号: 5 ページ: 569-576

    • DOI

      10.1093/jb/mvab123

    • 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] チロシンホスファターゼ大規模解析に向けたリン酸化チロシンミミックペプチド プローブの開発2021

    • 著者名/発表者名
      新苗智也、津曲和哉、今見考志、杉山直幸、大高章、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] チロシンホスファターゼ網羅的解析に向けたリン酸化チロシンミミックペプチドプローブの開発2021

    • 著者名/発表者名
      新苗智也、津曲和哉、今見考志、杉山直幸、大石真也、大野浩章、大高章、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] リン酸化チロシンミミックペプチドプローブによるチロシンホスファターゼ網羅的解析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      新苗智也、津曲和哉、今見考志、杉山直幸、大石真也、大野浩章、大高章、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] Identification of Endogenous Kinase Substrates by Proximity Labeling Combined with Kinase Perturbation and Phosphorylation Motifs2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Niinae, Koshi Imami, Naoyuki Sugiyama, 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] Peptide probes containing a non-hydrolyzable phosphotyrosine-mimetic residue for tyrosine phosphatome analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya NIINAE, Kazuya TSUMAGARI, Koshi IMAMI, Naoyuki SUGIYAMA, Shinya OISHI, Hiroaki OHNO, Akira OTAKA, 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

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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