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キノームの機能制御メカニズムの解明

公募研究

研究領域代謝アダプテーションのトランスオミクス解析
研究課題/領域番号 18H04799
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

杉山 直幸  京都大学, 薬学研究科, 准教授 (50545704)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードプロテオーム / シグナル伝達 / タンパク質キナーゼ / 分析化学 / プロテオミクス
研究実績の概要

本研究では、プロテインキナーゼに焦点を当て、そのキナーゼ活性とキナーゼ自身の翻訳後修飾との関連性、すなわちキナーゼの活性制御メカニズムをキノームレベルで一斉解析する手法の開発を目的とする。
本年度の研究において、最初に、より正確なキナーゼ活性計測の達成を目的として、使用する基質ペプチドの再設計を行った。前年度の研究において、セリン/スレオニンキナーゼについて設計した187基質ペプチドの内、約半数が標的のキナーゼあるいはファミリーによって高選択的にリン酸化されることが示されたが、その他のキナーゼについては十分な選択性が得られていなかった。大規模なin vitro基質の取得によるキナーゼ特異的なリン酸化チーフおよび、基質ペプチドの選出法の改良を行い、基質ペプチドを再設計した。in silicoによる選択性評価の結果、従来の基質ペプチドよりも高い選択性を有することが示された。
また、チロシンキナーゼについてはほとんどのキナーゼにおいて基質選択性が類似していることから、ほとんどのキナーゼについて十分な選択性が得られていないことが分かった。一方で、各チロシンキナーゼは合成基質ペプチドライブラリに対して特有のリン酸化プロファイルを示していたことから、測定対象とする試料と組換え体キナーゼによる基質ペプチドライブラリのリン酸化プロファイルの相同性から、試料中のキナーゼ活性変動を評価可能であることが示唆され、実際に摂動に応じた標的キナーゼおよび下流に位置するキナー群の活性変動が観測された。
上述の手法を用いて、キナーゼ阻害薬で刺激を行った細胞に対してリン酸化プロテオーム解析と人工基質ペプチドを用いたキナーゼ活性計測を行い、活性制御に重要と考えられるキナーゼ自身のリン酸化部位の同定を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Mass Spectrometry-Based Discovery of <i>in vitro</i> Kinome Substrates2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Naoyuki
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 9 号: 1 ページ: A0082-A0082

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.A0082

    • NAID

      130007821504

    • ISSN
      2186-5116, 2187-137X
    • 年月日
      2020-03-28
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selected Reaction Monitoring of Kinase Activity-Targeted Phosphopeptides2019

    • 著者名/発表者名
      Chisato TAKAHASHI, Tatsuya YAZAKI, Naoyuki SUGIYAMA, Yasushi ISHIHAMA
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 40 号: 2 ページ: 39-47

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2019.005

    • NAID

      130007676149

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2019-06-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale Discovery of Substrates of the Human Kinome2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Naoyuki、Imamura Haruna、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10503-10503

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46385-4

    • NAID

      120006726156

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative proteomics of Helicobacter pylori strains reveals geographical features rather than genomic variations2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Naoyuki、Miyake Satomi、Lin Miao‐Hsia、Wakabayashi Masaki、Marusawa Hiroyuki、Nishiumi Shin、Yoshida Masaru、Ishihama Yasushi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 2 ページ: 139-150

    • DOI

      10.1111/gtc.12662

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 人工基質ペプチドを用いたキノーム活性プロファイリング2019

    • 著者名/発表者名
      杉山直幸、中園純菜、八児一隆、坂本大、Hsin-Yi Chang、石濱泰
    • 学会等名
      第67回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In vitro Profiling of Ser/Thr/Tyr Selectivity of Human Protein Kinome2019

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sugiyama, Kazutaka Yachigo, Masato Tsuyuguchi, Takayoshi Kinoshita, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      HUPO2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] キナーゼ基質ペプチドライブラリを用いた細胞内チロシンキナーゼ活性計測2019

    • 著者名/発表者名
      八児一隆、坂本大、高橋知里、杉山直幸、石濱泰
    • 学会等名
      BMAS2019 第32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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring intracellular kinome activities using kinase specific substrate peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Junna Nakazono, Dai Sakamoto, Naoyuki Sugiyama, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      HPLC2019 Kyoto
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Targeted phosphoproteomics for profiling tyrosine kinase activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Yachigo, Tatsuya Yazaki, Chisato Takahashi, Naoyuki Sugiyama, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      HPLC2019 Kyoto
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] キナーゼ特異的人工基質ライブラリを用いた細胞内キノーム活性プロファイリング2019

    • 著者名/発表者名
      中園 純菜, 坂本 大, 杉山 直幸, 石濱 泰
    • 学会等名
      第30回クロマトグラフィー科学会議 (SCS30)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ターゲットプロテオミクスによるチロシンキナーゼ活性計測2019

    • 著者名/発表者名
      八児一隆、矢崎達也、高橋知里、杉山直幸、石濱泰
    • 学会等名
      第30回クロマトグラフィー科学会議 (SCS30)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細菌叢の高深度メタプロテオーム解析2019

    • 著者名/発表者名
      杉山直幸
    • 学会等名
      Meta-Omics Workshop in Kyoto 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] キノームプロファイリングによるリン酸化ネットワーク解析2018

    • 著者名/発表者名
      杉山直幸・ 今村春菜・ 坂本大・ 中園純菜・ 八児一隆・ 高橋知里・ Hsin-yi, Chang・ 石濱泰
    • 学会等名
      日本質量分析学会・日本プロテオーム学会 2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Direct Profiling of Kinome Activities Using Kinase-Specific Substrate Peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sugiyama, Dai Sakamoto, Junna Nakazono, Kazutaka Yachigo, Hsin-Yi Chang, Yasushi Ishihama
    • 学会等名
      25th International Symposium on Electro- and Liquid Phase-Separation Techniques(ITP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phosphoproteome and Kinome Profiling Using NanoLC-MS/MS2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sugiyama
    • 学会等名
      2nd International BMS Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] キノーム活性測定に向けたin vitroキナーゼ基質の大規模同定2018

    • 著者名/発表者名
      中園純菜・ 坂本大・ 張心儀・ 杉山直幸・ 石濱泰
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 八児 一隆・ 張 心儀・ 杉山 直幸・ 石濱 泰2018

    • 著者名/発表者名
      セリウム錯体を用いた脱リン酸化法のin vitroキナーゼ試験への適用
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 製剤機能解析学分野 京都大学大学院薬学研究科

    • URL

      http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/seizai/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都大学薬学研究科 石濱研究室

    • URL

      http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/seizai/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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