プロテオーム解析による蛋白質修飾ネットワークの解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12206009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 谷口 寿章 理化学研究所, 翻訳後修飾による動的調節機構研究チーム, チームリーダー(研究職) (10257636)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高岡 裕 理化学研究所, 翻訳後修飾による動的調節機構研究チーム, 連携研究員 (20332281) ; 松原 守 理化学研究所, 翻訳後修飾による動的調節機構研究チーム, 連携研究員 (90288481)
• Keywords: 質量分析 / プロテオーム解析 / ゲノム解析 / 翻訳後修飾 / 蛋白質リン酸化 / シグナル伝達

Research Abstract

本研究においては、1)二次元電気泳動ゲルで可視化されるタンパク質スポットを、超高感度質量分析法により得られるペプチドの質量情報、及びMS/MS解析により得られる部分シークエンスを含む情報を組合わせて、ゲノムデータベース上で一義的に蛋白質を同定するマスマッピング法を確立すること、2)リン酸化やアセチル化などを特異的に検出する手段を確立し、プロテオームデータベースをさらに翻訳後修飾データベースを含む形に拡大する事、3)さらにそれらを用いて、様々な生物種のシグナル伝達系のプロテオーム解析を行うことを目的とする。本年度において、これらの目標、特に1)2)についてはほぼ達成した。テーマ(1)については、二次元電気泳動ゲルを銀染色し、観測されたスポットを切り出し、MALDI-TOFによるペプチドフィンガープリンティング法により、ゲノムデータベース上で検索するシステムを確立した。大量試料を迅速に処理するため、自動ゲルピッカーによる二次元ゲルのイメージ解析とゲルスポット切出し、自動ゲル内消化ロボット、試料処理ロボットを用い、二次元電気泳動からMALDI-TOFにおける自動検索、自動測定を行うシステムを確立した。テーマ(2)に関しては、三連四重極型質量分析計を用い、いわゆるペアレントスキャン法によるリン酸化ペプチド検出システムを確立した。また、数十種類のタンパク質の混合物を直接プロテアーゼ処理し、得られた数百のペプチドをLC/MSにより自動解析するシステムを確立した。これらの解析システムを用いて、枯草菌、分裂酵母、出芽酵母、ラット脳などのプロテオーム解析を行い、特にこれらの細胞膜画分の解析を行うことで、生体膜に存在するシグナル伝達系を明らかにしつつある。

Research Products

• [Publications] Morimatsu.M., et al.: "The molecular structure of the fastest myosin from green algae, Chara."Biochem Biophys Res Commun . 270. 147-152 (2000)
• [Publications] Sano,K.I., et al.: "Amino-acid replacements in an internal region of tropomyosin alter the properties of the entire molecule."Eur.J.Biochem.. 267. 4870-4877 (2000)
• [Publications] 谷口寿章: "シナプス形成と伝達物質放出におけるプロリン指向性キナーゼの役割"蛋白質核酸酵素増刊「神経回路と機能発達」. 45. 436-441 (2000)
• [Publications] 谷口寿章: "四重極マスフィルター型質量分析計とその応用"蛋白質核酸酵素. 45. 1865-1871 (2000)
• [Publications] 谷口寿章: "プロテオーム解析の現状と展望"医学のあゆみ. 195. 927-930 (2000)
• [Publications] 伊藤隆司,谷口寿章: "ポストシークエンスのゲノム科学第3巻プロテオミクス"中山書店. 238 (2000)