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

2018 年度 実績報告書

• 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た。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た。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た。

研究成果

• [雑誌論文] Loss of TRIM29 Alters Keratin Distribution to Promote Cell Invasion in Squamous Cell Carcinoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Yanagi Teruki、Watanabe Masashi、Hata Hiroo、Kitamura Shinya、Imafuku Keisuke、Yanagi Hiroko、Homma Akihiro、Wang Lei、Takahashi Hidehisa、Shimizu Hiroshi、Hatakeyama Shigetsugu
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 78 ページ: 6795～6806
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-18-1495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain-Derived Neurotrophic Factor Improves Limited Exercise Capacity in Mice With Heart Failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, J., Takada, S., Kinugawa, S., Furihata, T., Nambu, H., Kakutani, N., Tsuda, M., Fukushima, A., Yokota, T., Tanaka, S., Takahashi, H., Watanabe, M., Hatakeyama, S., et.al.
  • 雑誌名: Circulation 巻: 138 ページ: 2064～2066
  • DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035212
  • 査読あり
• [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 Hiroaki、Yabe Ichiro、Takahashi Hidehisa、Watanabe Masashi、Nomura Taichi、Kano Takahiro、Watanabe Masahiko、Hatakeyama Shigetsugu
  • 雑誌名: Journal of Neurology 巻: 265 ページ: 962～965
  • DOI: 10.1007/s00415-018-8785-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRIM59 Promotes Gliomagenesis by Inhibiting TC45 Dephosphorylation of STAT3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Sang Youzhou、Li Yanxin、Song Lina、Alvarez Angel A.、Zhang Weiwei、Lv Deguan、Tang Jianming、Liu Feng、Chang Zhijie、Hatakeyama Shigetsugu、Hu Bo、Cheng Shi-Yuan、Feng Haizhong
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 78 ページ: 1792～1804
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-17-2774
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] TRIMファミリーの機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 畠山鎮次
  • 学会等名: 第２回ユビキチン研究会
• [学会発表] Comprehensive identification of E3 ubiquitin ligase substrates by fusion of TUBE and ligase trapping methods (2018)
  • 著者名/発表者名: Masashi watanabe, Shigetsugu Hatakeyama
  • 学会等名: The 2nd GI-CoRE GSQ, GSB & IGM Joint Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 人体の構造と機能[2] 生化学 第14版 (2019)
  • 著者名/発表者名: 畠山 鎮次
  • 総ページ数: 304
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 978-4-260-03556-9