MS/MSシミュレーションによる、高感度タンパク質リン酸化部位同定法の開発

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08206
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 今西 進 名城大学, 薬学部, 准教授 (00757502)
• 研究分担者: 妹尾 洋 愛知医科大学, 医学部, 教授 (50236113) ; 水野 智博 名城大学, 薬学部, 助教 (40711669)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 質量分析 / プロテオミクス / リン酸化部位同定 / シミュレーション / プログラム開発

研究実績の概要

フィンランドTurku大学との共同研究により、リン酸化シミュレーション用アルゴリズムおよびそのユーザーインターフェイスの開発・改良をすすめ、このプログラムをSimPhosphoバージョン1とした。その際、Q Exactive質量分析計およびTripleTOF質量分析計を用いて前年度に取得したモデルデータを使用し、SimPhosphoの動作確認を行いつつ適宜修正した。
このSimPhosphoをTripleTOFデータに対して用いることにより、SpectraSTによるスペクトルライブラリ検索によるリン酸化ペプチド同定が行えることを確認した。さらにSimPhosphoではシミュレーション条件を種々変更できるようにしたことから、最も高感度にリン酸化部位特異的に同定できる条件を検討した。その結果、最適化条件を用いることにより、世界的に汎用されているMaxQuantデータベース検索と比べ、2倍以上高感度にリン酸化部位同定を行うことができるようになった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度に新たにTripleTOF 6600質量分析計が導入されたため、当初の研究計画では平成29年度までに予定されていたモデルデータの取得が、平成28年度に実施できていた。そこで、TripleTOFデータへのSimPhosphoの互換性を検討した。また、平成29年度に目標にしていたSimPhosphoの改良・調整を行い、さらに、平成30年度に予定していた他の主要プログラムとの比較検討も行った。ただし、いまのところ、SimPhosphoは一リン酸化のシミュレーションにしか対応できていないため、平成28年度の目標にしていた多リン酸化シミュレーションアルゴリズムの開発を続けている。

今後の研究の推進方策

SimPhosphoの改良をすすめ、多リン酸化シミュレーションへの対応を目指す。また、リン酸化プロテオミクス試料の調製および測定を行い、リン酸化部位の同定に対してのみではなく、定量解析におけるSimPhosphoの有効性も検討する。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
平成28年度に名城大学分析センターに最新型質量分析計が導入されたため、他施設での装置使用が当初想定していたより少なくなり、結果その使用料が計画より少なくなった。それに対し、名城大学での消耗品費の増額が発生している。また、研究の進捗状況から判断し、平成28年度に計画していた海外出張を行わず、平成29年度および平成30年度での国外学会発表費用にまわすことにした。主にこれらの理由により、次年度使用額が生じた。
(使用計画)
上記の通り、次年度使用額は消耗品の購入および海外旅費に使用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] University of Turku/Abo Akademi University(Finland)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: University of Turku/Abo Akademi University
• [国際共同研究] University of Amsterdam(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: University of Amsterdam
• [雑誌論文] SimPhospho: a software tool enabling confident phosphosite assignment (2018)
  • 著者名/発表者名: Veronika Suni, Tomi Suomi, Tomoya Tsubosaka, Susumu Y. Imanishi, Laura L. Elo, and Garry L. Corthals
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: - ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/bty151
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rules for PP2A-controlled phosphosignalling and drug responses (2018)
  • 著者名/発表者名: Otto Kauko, Susumu Y. Imanishi, Evgeny Kulesskiy, Teemu Daniel Laajala, Laxman Yetukuri, Anni Laine, Mikael Jumppanen, Pekka Haapaniemi, Luyao Ruan, Bhagwan Yadav, Veronika Suni, Taru Varila, Garry Corthals, Juri Reimand, Krister Wennerberg, Tero Aittokallio, Jukka Westermarck
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: - ページ: 271841
  • DOI: 10.1101/271841
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] リン酸化プロテオーム解析法SimSpectraSTのTripleTOFデータへの最適化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高井彩乃、坪坂朋哉、谷郁孝、岩城圭一郎、Veronika Suni、今西進
  • 雑誌名: 名城大学総合研究所紀要 巻: - ページ: 印刷中
  • 国際共著
• [雑誌論文] SWATH法を用いたDICモデルマウスの定量プロテオーム解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今西進、川原聖也、酒井麻衣、岩城圭一郎、谷郁孝、清水美衣、水野智博、原田健一
  • 雑誌名: 名城大学総合研究所紀要 巻: - ページ: 印刷中
• [雑誌論文] Internal epithelia in Drosophila display rudimentary competence to form cytoplasmic networks of transgenic human vimentin (2017)
  • 著者名/発表者名: Josef Gullmets, Elin Torvaldson, Julia Lindqvist, Susumu Y. Imanishi, Pekka Taimen, Annika Meinander, and John E. Eriksson
  • 雑誌名: FASEB Journal 巻: 31 ページ: 5332-5341
  • DOI: 10.1096/fj.201700332R
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] SWATH測定による統合失調症患者リンパ芽球様細胞株膜タンパク質の定量リン酸化プロテオミクス (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩城圭一郎、吉見陽、村川依代、久保緋紗子、谷郁孝、野田幸裕、尾崎紀夫、今西進
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] SWATH法を用いたDICモデルマウスのプロテオーム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田健一、川原聖也、酒井麻衣、岩城圭一郎、谷郁孝、水野智博、清水美衣、今西進
  • 学会等名: 第42回日本医用マススペクトル学会年会
• [学会発表] Optimization of SimSpectraST search conditions for phosphoproteomics (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Tsubosaka, Ayano Takai, Satoko Akahori, Seiya Kawahara, Veronika Suni, and Susumu Y. Imanishi
  • 学会等名: 65th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • 国際学会
• [学会発表] 血栓症研究に向けたプロテオーム解析法の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川原聖也、酒井麻衣、岩城圭一郎、谷郁孝、水野智博、清水美衣、原田健一、今西進
  • 学会等名: 第65回質量分析総合討論会
• [学会発表] リン酸化プロテオーム解析法SimSpectraSTにおける検索条件の最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高井彩乃、坪坂朋哉、谷郁孝、岩城圭一郎、Veronika Suni、今西進
  • 学会等名: 第65回質量分析総合討論会
• [学会発表] Systemic map of protein phosphatase 2A (PP2A)-regulated phosphotargets and drug responses in cancer cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Otto Kauko, Susumu Imanishi, Evgeny Kulesskiy, Teemu D. Laajala, Laxmana Yetukuri, Artur Padzik, Mikael Jumppanen, Pekka Haapaniemi, Bhagwan Yadaw, Veronika Suni, Taru Varila, Garry Corthals, Wennerberg Krister, Tero Aittokallio, and Jukka Westermarck
  • 学会等名: AACR annual meeting 2017
  • 国際学会