マルチ翻訳後修飾プロテオミクスによる代謝・転写システムの大規模解析

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 生命素子による転写環境とエネルギー代謝のクロストーク制御
• 研究課題/領域番号: 24116513
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 石濱 泰 京都大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (30439244)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 翻訳後修飾 / プロテオーム / 代謝 / 転写因子

研究概要

独自のリン酸化プロテオーム解析システムにアセチル化等の修飾を加えたマルチ翻訳後修飾プロテオーム計測システムを確立する。転写制御タンパク群および代謝酵素群にフォーカスした試料前処理法の開発と併せ、代謝および転写システムをマルチ翻訳後修飾の観点
から俯瞰する大規模計測システムを確立し、既知情報にとらわれない不偏的マルチ翻訳後修飾発見研究を行い、代謝および転写システムにおける翻訳後修飾タンパク質の分子基盤を明らかにすることを目的とする。リン酸化については、前年度に開発した化学的濃縮と抗体による濃縮を組み合わせたチロシンリン酸化プロテオミクスをさらに進め、化学的濃縮、チロシンキナーゼを用いた人工タグ導入およびチロシンリン酸化ペプチド濃縮をおこなう方法を確立した。前年度の方法と組み合わせることにより、定量感度が数10倍上昇することが分かった。また、リン酸化タンパク質含量の低いバクテリアのリン酸化プロテオミクスをさらに進め、大腸菌、枯草菌およびK. pneumoniaの大規模解析を行い、世界最大のバクテリアリン酸化プロテオームマップを完成させた。アセチル化について、抗体を用いずに細胞内アセチル化ペプチドを濃縮するDAPE(DeAcetylated Peptide Enrichment法を開発した。DAPE法では細胞抽出タンパク試料のトリプシン消化ペプチドに対し、全アミノ基を化学変換した後、任意のKDACで脱アセチル化したペプチドを濃縮するというものである。配列特異的なKDAC（SIRT1, HDAC2, HDAC6)により計800種以上のアセチル化サイトが同定されたが、オーバーラップしていたのはわずか27サイトのみであり、これらKDACはそれぞれ明らかに異なる配列依存性を持つことが示された。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Hydrophilic Interaction Chromatography Using Meter-scale Monolithic Silica Capillary Column for Proteomics LC-MS. (2014)
  • 著者名/発表者名: Horie K, Kamakura T, Ikegami T, Wakabayashi M, Kato T, Tanaka N, Ishihama Y.
  • 雑誌名: Anal Chem 巻: 86 ページ: 3817-24
  • DOI: 10.1021/ac4038625
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of colorectal cancer biomarker candidates by membrane proteomic analysisand subsequent verification using selected reaction monitoring and tissue microarrayanalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kume H, Muraoka S, Kuga T, Adachi J, Narumi R, Watanabe S, Kuwano M, Kodera Y, Matsushita K, Fukuoka J, Masuda T, Ishihama Y, Matsubara H, Nomura F, Tomonaga T.
  • 雑誌名: Mol Cell Proteomics. 巻: M113 ページ: 037093
  • DOI: 10.1074/mcp.M113.037093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitation of cellular phosphorylation dynamics by phosphoproteomics approaches. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishihama Y, Imami K
  • 雑誌名: Yakugaku Zasshi (Japanese). 巻: 134 ページ: 521-7
  • DOI: 10.1248/yakushi.13-00251-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphoproteome Analysis of Formalin-Fixed and Paraffin-Embedded Tissue Sections Mounted on Microscope Slides. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi M, Yoshihara H, Masuda T, Tsukahara M, Sugiyama N, Ishihama Y.
  • 雑誌名: J Proteome Res. 巻: 13 ページ: 915-24
  • DOI: 10.1021/pr400960r
  • 査読あり
• [雑誌論文] p38-Mediated phosphorylation of Eps15 endocytic adaptor protein. (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhou Y, Tanaka T, Sugiyama N, Yokoyama S, Kawasaki Y, Sakuma T, Ishihama Y, Saiki I, Sakurai H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 588 ページ: 131-137
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.11.020.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of endocytic vesicle fusion by Plk1-mediated phosphorylation of vimentin during mitosis, (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikawa K, Satou A, Fukuhara M, Matsumura S, Sugiyama N, Goto H, Fukuda M, Inagaki M, Ishihama Y, Toyoshima F.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 13 ページ: 126-37
  • DOI: 10.4161/cc.26866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg38 is required for autophagy-specific phosphatidylinositol 3-kinase complex integrity (2013)
  • 著者名/発表者名: Araki Y, Ku WC, Akioka M, May AI, Hayashi Y, Arisaka F, Ishihama Y, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 203 ページ: 299-313.
  • DOI: 10.1083/jcb.201304123.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estrogen Response Element-GFP (ERE-GFP) introduced MCF-7 cells demonstrated the coexistence of multiple estrogen-deprivation resistant mechanisms. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiki N, Konno H, Kaneko Y, Gohno T, Hanamura T, Imami K, Ishihama Y, Nakanishi K, Niwa T, Seino Y, Yamaguchi Y, Hayashi SI
  • 雑誌名: J Steroid Biochem Mol Biol. 巻: 139 ページ: 61-72
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2013.08.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetics and Phosphoproteomics Reveal a Protein Phosphorylation Network in the Abscisic Acid Signaling Pathway in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Umezawa T, Sugiyama N, Takahashi F, Anderson JC, Ishihama Y, Peck SC, Shinozaki K.
  • 雑誌名: Sci Signal. 巻: 6 ページ: rs8
  • DOI: 10.1126/scisignal.2003509
  • 査読あり
• [学会発表] 定量的リン酸化プロテオミクスによる標的パスウェイのリン酸化動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢崎達也, 高木俊輔, 若林真樹, 杉山直幸, 石濱泰
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本）
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] アセチル化プロテオミクスのためのリジンアセチル化ペプチド濃縮法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本貴行, 若林真樹, 杉山直幸,石濱泰
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫）
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] Enhanced Phosphopeptide Identification in Escherichia Coli by Stepwise Hydroxy Acid-Modified Metal Oxide Chromatography with Elevated Sample Loading Capacity (2013)
  • 著者名/発表者名: M.-H. Lin, S. Takagi, M. Wakabayashi, N. Sugiyama, and Y. Ishihama
  • 学会等名: HUPO 12th Annual World Congress
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 20130914-20130918
• [学会発表] Novel Strategy for Lysine Acetylation Discovery Without Using Immunoprecipitation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hashimoto, M. Wakabayashi, N. Sugiyama, and Y. Ishihama
  • 学会等名: HUPO 12th Annual World Congress
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 20130914-20130918
• [学会発表] Illuminating cellular phosphorylation through one-shot phosphoproteomics (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishihama
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Posttranslational Modification Networks
  • 発表場所: The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China
  • 年月日: 20130728-20130802
  • 招待講演