Establishment of method for identification of ubiquitinated protein

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K19506
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 畠山 鎮次 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70294973)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: ユビキチン / TRIM型E3 / TUBE / Parkin

Outline of Annual Research Achievements

「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。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

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。

Research Products

• [Journal Article] Mutations in bassoon in individuals with familial and sporadic progressive supranuclear palsy-like syndrome (2018)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 8 Pages: 819
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19198-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anti-Sez6l2 antibody, detected in a patient with immune-mediated cerebellar ataxia, inhibits complex formation of GluR1 and Sez6l2 (2018)
  • Author(s): Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: J. Neurol. Volume: 265 Pages: 962-965
  • DOI: 10.1007/s00415-018-8785-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRIM Family Proteins: Roles in Autophagy, Immunity and Carcinogenesis (2017)
  • Author(s): Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Trends Biochem. Volume: 42 Pages: 297-311
  • DOI: doi: 10.1016/j.tibs.2017.01.002.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fine-tuning of thymocyte development by ubiquitination-mediated stability control of the ESCRT protein CHMP5 (2017)
  • Author(s): Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Cell. Moll. Immnol. Volume: 14 Pages: 957-959
  • DOI: 10.1038/cmi.2017.91
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sez6l2 regulates phosphorylation of ADD and neuritogenesis (2017)
  • Author(s): Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 494 Pages: 234-241
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.10.047
  • Peer Reviewed
• [Presentation] TRIMタンパク質の機能と病理学的解析 (2018)
  • Author(s): 畠山鎮次
  • Organizer: 第１回ユビキチン研究会
• [Presentation] ＴＲＩＭファミリータンパク質が関与する疾患 (2017)
  • Author(s): 畠山鎮次
  • Organizer: 第24回分子皮膚科学フォーラム
  • Invited
• [Presentation] ＴＲＩＭファミリータンパク質による細胞機能制御 (2017)
  • Author(s): 畠山鎮次
  • Organizer: GU Cancer Forum 2017
  • Invited