Large-scale proteoform analysis for unveiling the entire view

大规模蛋白质组分析揭示整个视图

• 批准号: 21H02459
• 负责人: 石濱 泰
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02459/
• 关键词: 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

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。これらは、本研究の次のステージで、細胞の機能や疾病との関連を調べるための基盤となる。R4年度は、前年度に確立したタンパク質N末端およびC末端ペプチド濃縮法を用いて、肺がん細胞株群に適用し、細胞株選択的プロテオフォーム制御機構同定の検討を開始した。その結果、細胞株選択的に発現しているスプライシングバリアントで最後から2つ目のエクソンが伸長し、新たな終始コドンを有するトランスクリプトが確かに翻訳されていることを示すC末端プロテオーム解析結果が得られた。一方で、細胞株ごとのトランスクリプトームデータ、トランスレイトームデータが必ずしも末端プロテオームデータを完全にカバーできていないこともわかりつつあり、末端プロテオーム測定データからどのような検索データベースと検索条件を用いてネオ末端情報を得るかについては、更なる最適化が必要であることが分かった。また、脂肪細胞分化過程に末端プロテオーム解析を適用し、翻訳後のプロテアーゼによる分解の分化への寄与について検討したところ、いくつかのプロテアーゼが重要な役割を果たしていることがわかった（論文投稿中）。

蛋白质成型不仅是来自mRNA的名称，例如RNA剪接和SNP，而且是由于翻译控制而引起的各种翻译起始和终点的蛋白质，以及内源性蛋白水解产物以及翻译后发生的翻译后修饰。在这项研究中，我们将开发一种用于大规模蛋白质成型的技术，2）阐明蛋白基类型多样性的“蛋白质成型景观”的整体图，这是在蛋白质相控制下实现的。这些将作为研究细胞功能并在本研究的下一阶段与疾病相关的基础。在2015财年，我们使用上一年中建立的蛋白质N末端和C-末端肽富集方法将其应用于肺癌细胞系，并开始研究细胞系选择性蛋白质成型机制的鉴定。结果是从C末端蛋白质组分析获得的，该分析表明，二次外显子随剪接变体扩展，该变体在细胞系中替代表达，并且确实翻译了带有新末端密码子的转录物。另一方面，也很清楚，每个单元线的转录组数据和翻译数据不一定完全覆盖终端蛋白质组数据，并且需要进一步优化搜索数据库的类型和用于从终端蛋白质组测量数据中获取新的终端信息的搜索标准。此外，将末端蛋白质组分析应用于脂肪细胞分化过程，以及蛋白酶在翻译后降解的贡献，发现几种蛋白酶起着重要作用（在论文提交中）。

项目成果

Isolation of Protein C-terminal Peptides by V8 Protease Digestion Coupled with Ligand Exchange Chromatographic Separation

通过 V8 蛋白酶消化结合配体交换色谱分离分离蛋白质 C 末端肽

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroshi Nishida;Yasushi Ishihama
• 通讯作者: Yasushi Ishihama

ショットガンプロテオミクスのためのペプチド分離

鸟枪法蛋白质组学的肽分离

• 发表时间: 2021
• 作者: Mizuta Ken;Katou Yoshitaka;Nakakita Baku;Kishine Aoi;Nosaka Yoshiaki;Saito Saki;Iwatani Chizuru;Tsuchiya Hideaki;Kawamoto Ikuo;Nakaya Masataka;Tsukiyama Tomoyuki;Nagano Masahiro;Kojima Yoji;Nakamura Tomonori;Yabuta Yukihiro;Horie Akihito;Mandai Masaki;Oht;石濱泰
• 通讯作者: 石濱泰

配位子交換クロマトグラフィーによるワンステップタンパク質C末端ペプチド濃縮法の開発

开发一种使用配体交换层析的一步式蛋白质 C 末端肽富集方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 西田 紘士;石濱 泰
• 通讯作者: 石濱 泰

共翻訳 N 末端アセチル化修飾の大規模解析法の開発

共翻译N端乙酰化修饰大规模分析方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 森川和哉;西田紘士;内山純貴;今見考志;石 濱 泰
• 通讯作者: 石 濱 泰

Peptide probes containing a non-hydrolyzable phosphotyrosine-mimetic residue for enrichment of protein tyrosine phosphatases

含有不可水解的磷酸酪氨酸模拟残基的肽探针，用于富集蛋白质酪氨酸磷酸酶

• DOI: 10.1002/pmic.202100144
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proteomics
• 影响因子: 3.4
• 作者: Tsumagari K;Niinae T;Otaka A;Ishihama Y.
• 通讯作者: Ishihama Y.