ペプチドの「多標的性」によるシグナリングの多様性の解明

阐明肽的“多靶点”性质导致的信号多样性

• 批准号: 22H02658
• 负责人: 佐竹 炎
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Suntory Foundation for Life Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02658/
• 关键词: ペプチド; GPCR; カタユウレイボヤ; 多標的性; 機械学習

本研究課題では、ペプチドとGPCRの相互作用は、従来のような「1対1、もしくはファミリー間」だけではなく、分子進化的に無関係なGPCRとも相互作用し、シグナリング細胞内を制御していること、言い換えれば、ペプチドの「多標的性」をシグナリングをペプチドの「多標的性」を証明することを目的としている。このように本来のリガンドと全く異なるペプチドと相互作用するGPCRをpeptide-multitargeted GPCR (Pep-mtg-GPCR)と名付け、ペプチドーPep-mtg-GPCR相互作用を機械学習で予測し、その予測結果を実験的に検証するものである。本年度は、計画通り、① 当研究グループが独自で開発した、ペプチド―GPCR相互作用予測機械学習システムであるPD-incorporated SVMを活用したペプチドとGPCRの相互作用予測、②予測されたペプチド―GPCR相互作用の細胞シグナリング実験による検証、を実施した。その結果、PD-incorporated SVMを用いて、ヒト、マウス、ホヤの全既知ペプチドとGPCRを対象に相互作用を解析したところ、15種のペプチド-Pep-mtg-GPCRが予測された。さらに、そのうちの1種を培養細胞に発現させて実際に当該ペプチドを投与したところ、生理学的濃度のペプチドでシグナリング活性が検出された。以上の結果から、研究計画設定時に想定したPep-mtg-GPCR相互作用は確かに存在することが明らかになった。さらに、ヒトやマウスで、これまでリガンドがわかっていなかったオーファンGPCRと既知ペプチドとの相互作用も複数予測されているので、これらについても実験的検証をしていきたい。

在这个研究主题中，肽与GPCR之间的相互作用不仅是“过去的一对一或家庭之间”，而且还与分子进化无关的GPCR相互作用，并调节信号细胞，换句话说，信号表明肽的“多目标”。以这种方式，与原始配体完全不同的肽相互作用的GPCR称为肽 - 武器构成的GPCR（PEP-MTG-GPCR），并且使用机器学习预测了肽-PEPEP-MTG-GPCR相互作用，并且预测结果得到了实验验证。按计划，今年，我们进行了1）使用PD成立的SVM（一种用于预测肽-GPCR相互作用的机器学习系统）对肽与GPCR之间相互作用的预测，我们的研究组独立开发了，2）使用细胞信号传导实验验证预测的肽-GPCR相互作用。结果，使用PD合并的SVM来分析所有已知的人，小鼠和Siala肽和GPCR之间的相互作用，并预测15种肽 - PEP-MTG-GPCR。此外，当这些物种之一在培养细胞中表达并实际施用肽时，在肽的生理浓度下检测到信号传导活性。以上结果表明，在制定研究计划时假定的PEP-MTG-GPCR相互作用肯定存在。此外，孤儿GPCR之间的多种相互作用（其配体尚不清楚）已在人类和小鼠中预测了已知的肽，因此我们也想研究这些肽。

项目成果

組換え植物を活用したイノベーションとその産物のレギュレーション

使用重组植物进行创新及其产品的监管

• 发表时间: 2023
• 作者: Makoto Iwasaki;Seiji Wada;Takashi Nagata;Tomohiro Sugihara;Mitsumasa Koyanagi;Akihisa Terakita;佐竹炎
• 通讯作者: 佐竹炎

Characterization and localization of relaxin-like gonad-stimulating peptide in the crown-of-thorns starfish, Acanthaster cf. solaris

棘冠海星中松弛素样性腺刺激肽的表征和定位，Acanthaster cf.

• DOI: 10.1016/j.ygcen.2022.114107
• 发表时间: 2022
• 期刊: General and Comparative Endocrinology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Mita Masatoshi;Osugi Tomohiro;Kawada Tsuyoshi;Satake Honoo;Katayama Hidekazu;Kitamura Takaya;Miura Takeshi;Miura Chiemi
• 通讯作者: Miura Chiemi

Neuropeptides, peptide hormones, their receptors and biological roles in Ciona: new aspects of peptidergic systems in chordates.

海鞘中的神经肽、肽激素、它们的受体和生物学作用：脊索动物肽能系统的新方面。

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryu Sato;Takashi Nagata;Akihisa Terakita;Mitsumasa Koyanagi;Honoo Satake
• 通讯作者: Honoo Satake

Expression analysis of peptidergic enteroendocrine cells in the silkworm Bombyx mori

• DOI: 10.1007/s00441-022-03666-1
• 发表时间: 2022-07-13
• 期刊: CELL AND TISSUE RESEARCH
• 影响因子: 3.6
• 作者: Roller，Ladislav;Daubnerova，Ivana;Zitnan，Dusan
• 通讯作者: Zitnan，Dusan

Two O-methyltransferases from Phylogenetically Unrelated Cow Parsley (Anthriscus sylvestris) and Hinoki-asunaro (Thujopsis dolabrata var. hondae) as a Signature of Lineage-specific Evolution in Lignan Biosynthesis

来自系统发育无关的牛欧芹 (Anthriscus sylvestris) 和 Hinoki-asunaro (Thujopsis dolabrata var. hondae) 的两种 O-甲基转移酶作为木脂素生物合成中谱系特异性进化的标志

• DOI: 10.1093/pcp/pcac164
• 发表时间: 2023
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Masaomi Yamamura;Masato Kumatani;Akira Shiraishi;Yu Matsuura;Keisuke Kobayashi;Ayano Suzuki;Atsushi Kawamura;Honoo Satake;Safendrri Komara Ragamustari;Shiro Suzuki;Hideyuki Suzuki;Daisuke Shibata;Shingo Kawai;Eiichiro Ono;Toshiaki Umezawa
• 通讯作者: Toshiaki Umezawa