信頼性の高いユビキチン化基質タンパク質の新規同定法の確立

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19506
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 畠山 鎮次 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70294973)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: ユビキチン / TRIM型E3 / TUBE / Parkin

研究実績の概要

「タンパク質」は、「からだ」を構成する主要な要素であるので、その量と機能の調節は非常に重要である。「ユビキチン化」はタンパク質分解を制御する化学修飾であり、多くの生命現象を支える極めて重要な翻訳後修飾の一つである。その反応系は、ユビキチンリガーゼ（E3）が選択的に基質タンパク質を認識することによって進む反応である。したがって個々のE3に特異的な基質を同定し、基質タンパク質のユビキチン化部位を決定することは、それらが関連する生命現象を理解する上で重要である。しかし、さまざまな問題により、ユビキチン化を受けた基質同定法の標準化には未だほど遠いのが現状である。本研究では、ユビキチンリガーゼ（E3）の本当の基質タンパク質とそのユビキチン化されているアミノ酸部位を定量的・網羅的に同定する手法の確立を進めている。具体的には、TUBE（ポリユビキチン鎖に高親和性結合を示す人工タンパク質）とユビキチンレムナント抗体を用いた新規のテクノロジーにより、いくつかのユビキチンリガーゼ（E3）に適用し、E3－基質関係を俯瞰的に解明することを試みた。実際に、RBR型ユビキチンリガーゼであるParkinとTRIM型ユビキチンリガーゼであるTRIM28に関して、本方法を進めた結果、実際に多くの基質タンパク質候補が同定された。また、一過性発現と恒常的発現の違いによる基質同定率の違い、およびE3とTUBEの位置関係の違いによる基質同定率の違い等を検討し、最も有効な条件を決めている段階である。また、同定された基質タンパク質に対して、E3との酵素-基質関係が正しいかの実証実験を進めている。

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

初年度に計画した実験が遂行され、かつ興味深いいくつかの結果を得ているから。

今後の研究の推進方策

概ね順調に計画が進んでいるので、予定通りに実験計画を進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in bassoon in individuals with familial and sporadic progressive supranuclear palsy-like syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Yabe, I., Yaguchi, H., Kato, Y., Miki, Y., Takahashi, H., Tanikawa, S., Shirai, S., Takahashi, I., Kimura, M., Hama, Y., Matsushima, M., Fujioka, S., Kano, T., Watanabe, M., Nakagawa, S., Kunieda, Y., Ikeda, Y., Hasegawa, M., Nishihara, H., Ohtsuka, T., Tanaka, S., Tsuboi, Y., Hatakeyama, S., et.al.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 8 ページ: 819
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19198-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-Sez6l2 antibody, detected in a patient with immune-mediated cerebellar ataxia, inhibits complex formation of GluR1 and Sez6l2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: J. Neurol. 巻: 265 ページ: 962-965
  • DOI: 10.1007/s00415-018-8785-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRIM Family Proteins: Roles in Autophagy, Immunity and Carcinogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: Trends Biochem. 巻: 42 ページ: 297-311
  • DOI: doi: 10.1016/j.tibs.2017.01.002.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine-tuning of thymocyte development by ubiquitination-mediated stability control of the ESCRT protein CHMP5 (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: Cell. Moll. Immnol. 巻: 14 ページ: 957-959
  • DOI: 10.1038/cmi.2017.91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sez6l2 regulates phosphorylation of ADD and neuritogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 494 ページ: 234-241
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.10.047
  • 査読あり
• [学会発表] TRIMタンパク質の機能と病理学的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: 第１回ユビキチン研究会
• [学会発表] ＴＲＩＭファミリータンパク質が関与する疾患 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: 第24回分子皮膚科学フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] ＴＲＩＭファミリータンパク質による細胞機能制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: GU Cancer Forum 2017
  • 招待講演