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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Large-scale proteoform analysis for unveiling the entire view

Research Project

Project/Area Number 21H02459
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

石濱 泰  京都大学, 薬学研究科, 教授 (30439244)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsプロテオフォーム / プロテオーム / スプライシング / 翻訳開始点 / プロテオリシス
Outline of Annual Research Achievements

プロテオフォームとは、RNAスプライシングやSNPs等のmRNAに由来するアイソフォームだけではなく、翻訳制御により様々な翻訳開始点や終始点をもつタンパク質、翻訳後に生じる内在性プロテオリシス産物や翻訳後修飾体も含めて多様なタンパク質一次配列の違いに基づく呼称である。本研究では、①プロテオフォームを大規模解析する技術を開発し、②プロテオフォームがもたらすプロテオーム多様性が、どのような制御を受けて形成されているか、その全体像「プロテオフォームランドスケープ」を明らかにする。本年度は、11種類の非小細胞性肺がん細胞中のプロテオリシス制御をそのサブタイプレベルで解明するため、タンパク質末端配列解析を行った。その結果、未報告例を含む3181のプロテオリシス産物の同定・定量に成功した。さらに、細胞株特異的なプロテオリシス制御異常を明らかにするため、階層的クラスタリングにより株特異的に発現量が上昇しているクラスターを抽出した。一部のクラスターでは含まれるプロテオリシス産物の切断面に特徴が見られ、責任プロテアーゼの推定を行った結果、特定の細胞株におけるレグマインやカテプシンといったプロテアーゼの活性異常が示唆された。さらに、複数種の酵素消化および続くタンパク質末端配列解析を用いた大規模解析により、従来の測定深度では観測が困難であった非典型タンパク質を、がん細胞サブタイプレベルで同定・定量した。その結果、1122のペプチドがSwiss-Prot由来のタンパク質に含まれない、非典型タンパク質由来なものとして同定された。この1122の非典型タンパク質由来のペプチドについて詳細な解析を行った結果、多くのSNV含有ペプチド、スプライシングアイソフォーム、新規翻訳開始点候補が同定された。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Extending the Coverage of Lys-C/Trypsin-Based Bottom-up Proteomics by Cysteine S-Aminoethylation2024

    • Author(s)
      Tomioka Ryota、Tomioka Ayana、Ogata Kosuke、Chan Hsin-Ju、Chen Li-Yu、Guzman Ulises H.、Xuan Yue、Olsen Jesper V.、Chen Yu-Ju、Ishihama Yasushi
    • Journal Title

      Journal of the American Society for Mass Spectrometry

      Volume: 35 Pages: 386~396

    • DOI

      10.1021/jasms.3c00448

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Validity of the cell‐extracted proteome as a substrate pool for exploring phosphorylation motifs of kinases2023

    • Author(s)
      Niinae Tomoya、Sugiyama Naoyuki、Ishihama Yasushi
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 28 Pages: 727~735

    • DOI

      10.1111/gtc.13063

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Centrifugal Gel Crushing Tips for Gel-Based Proteome Analysis2023

    • Author(s)
      Nishida Hiroshi、Kanao Eisuke、Ishihama Yasushi
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 95 Pages: 18311~18315

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.3c02527

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Identification of Signal Peptide Cleavage Sites by One-step N-terminomics2024

    • Author(s)
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱泰
    • Organizer
      第7回 京都生体質量分析研究会国際シンポジウム
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proteogenome analysis of lung cancer cell lines for comprehensive identification of novel proteoforms2024

    • Author(s)
      谷口優斗、西田紘士、奥田修二郎、石濱泰
    • Organizer
      第7回 京都生体質量分析研究会国際シンポジウム
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Protein N- and C-terminomics platform with one-step isolation of protein terminal peptides2023

    • Author(s)
      Hiroshi Nishida, Kazuya Morikawa, Yasushi Ishihama
    • Organizer
      11th AOHUPO
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ピペットチップ型カラムを用いたワンステップタンパク質末端ペプチド濃縮法2023

    • Author(s)
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱 泰
    • Organizer
      第71回質量分析総合討論会
  • [Presentation] プロテオフォーム大規模解析とプロテオームデータベース2023

    • Author(s)
      石濱泰
    • Organizer
      第2回環境化学物質3学会合同大会
    • Invited
  • [Presentation] タンパク質末端ペプチド濃縮法を用いた非小細胞肺がん細胞株のプロテオフォーム解析2023

    • Author(s)
      谷口優斗、西田紘士、奥田修二郎、石濱泰
    • Organizer
      日本プロテオーム学会 2023 年大会
  • [Presentation] ワンステップタンパク質N末端ペプチド単離法による包括的タンパク質N末端解析2023

    • Author(s)
      森川和哉、西田紘士、今見考志、石濱泰
    • Organizer
      第35回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • [Presentation] Large-scale analysis of protein N- and C-termini for profiling human proteoforms2023

    • Author(s)
      Yasushi Ishihama
    • Organizer
      AOMSC-KSMS 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] がん細胞のプロテアーゼ制御機構解明に向けたタンパク質ターミノーム解析2023

    • Author(s)
      谷口優斗、西田紘士、奥田修二郎、石濱泰
    • Organizer
      第20回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム

URL: 

Published: 2024-12-25  

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