平成17年 酵素分子生理学部門

H.14年4月に谷口が教授として赴任して以来3年半余りになる。前任者の本川教授の研究テーマはグリシン開裂系酵素群の研究であったが、構成タンパク質の立体構造解析と言う観点からその一部を継続すると共に、谷口の専門分野である質量分析を基盤としたプロテオミクス研究を主なテーマとして推進している。谷口はこの間、理研播磨研究所のチームリーダーを兼任しているが、テーマ的には理研においては解析技術の開発と基礎生物学への応用に重点をおくのに対し、徳島大学においては、疾患研究への応用に特に重点を置いている。

 

具体的には

(1)EGF受容体下流タンパク質のプロテオミクスを中心としたシグナル伝達系の大規模解析

(2)ペルオキシソームをはじめとする脂質代謝オルガネラのプロテオミクス

(3)骨芽細胞、破骨細胞のプロテオミクスによる骨粗鬆症の研究

(4)タンパク質複合体の立体構造解析によるタンパク質間相互作用の解析

の4つのテーマを追求している。

 

(1)のテーマにおいてはEGF受容体によりチロシンリン酸化されるタンパク質の網羅的解析において同定された新規機能未知タンパク質の機能解析を中心に研究を進めている(小西助教授、山内助手)。これまでに、複数の下流タンパク質について生理機能を明らかにし、EGF受容体下流のシグナル伝達系における役割を同定することに成功している(一部については論文投稿中)。

2)のオルガネラ・プロテオミクスに関しては、抗体磁気ビーズを用いた単離精製法を確立し、その構成タンパク質を明らかにした(Kikuchi et al. (2004) J. Biol. Chem.)。現在、その過程で見出された新規タンパク質の中で、特にペルオキシソームではじめてその存在を明らかにした分子シャペロンLonプロテアーゼと新規の脂質代謝酵素に関して機能解析を進めている(池田助手ら)。同様に脂肪滴のプロテオーム解析により、脂質代謝酵素群が脂肪滴に存在すること、特定のRabアイソフォームが局在することなどを明らかにした(Ozeki et al. (2005) J. Cell Sci.)。今後はミトコンドリアを含む脂質代謝関連オルガネラの研究を進める予定である。

(3)のテーマでは定量的プロテオミクスによる骨芽細胞の分化の解析、シグナル伝達系の解析などを医学部第1内科のグループと共同で進めている。

(4)のテーマでは、プロテインキナーゼCの主要基質タンパク質MARCKSのカルモジュリンとの複合体の立体構造を明らかにし、リン酸化による相互作用調節の分子機構を明らかにし(Yamauchi et al. (2003) Nature Struc. Biol.)、またアシル化が直接タンパク質間相互作用に関与することも、立体構造解析により明らかにした(Matsubara et al. (2004) EMBO J.)。さらにグリシン開裂系酵素群のうち、ヒトTタンパク質の立体構造、大腸菌のリポイル化酵素の立体構造も解明し、前者においては、ヒト遺伝疾患である非ケト型高グリシン血症との関連を明らかにするなどの成果をあげている(Ikeda-Okamura et al (2005) J. Mol. Biol.; Fujiwara et al. (2005) J. Biol. Chem)(藤原助教授、池田助手、山内助手ら)。

 

以上の研究と平行して、文科省知的クラスター事業、21世紀COE「多因子疾患のプロテオミクス研究」のメンバーとして、前者においてはEGF受容体下流タンパク質のプロテオミクス研究の成果を生かした、抗リン酸化アレイによるプロテインチップ開発、後者においては、プロテオミクスによる多因子疾患研究を医学部の臨床グループと共同で推進している。

 

1997~2005年社会貢献実績報告書

(1)新聞掲載、テレビ報道

  1. 2004年7月23日 (日本経済新聞、朝日新聞)「たんぱく質の解析、迅速化データベース構築支援」
  2. 2004年10月13日 (日刊工業新聞、日経産業新聞、徳島新聞他)「徳大ベンチャーとNECソフト 処理ソフトを共同開発」
  3. 2004年11月17日 (徳島新聞)「たんぱく質解明に光支援ソフト開発 徳大・谷口教授と2企業」
  4. 2004年11月17日 (徳島新聞、薬事日報、日経産業新聞他)「高グリシン血症(ヒトの遺伝病)原因タンパク質変異部分の特定成功 徳大研究グループ」
  5. 2004年11月22日 (科学新聞)「ヒト遺伝病高グリシン血症構造学的メカニズム解明 徳島大、阪大、熊本大、理研」日経バイオビジネス

 

(2)特許権等の知的財産権

知的財産権の内容、発明者名、権利者、知的財産権の種類、番号、出願年月日、取得年月日を記入。

  1. 高速液体クロマトグラフィーによる分離分取装置及び分離分取方法 谷口寿章、穴原精二郎 国内特許出願 特願2003-118208 平成15年5月6日出願
  2. タンパク質データの分析 澤島 隆、大野 哲 (バイオソリューション(株)) 国内特許出願 特願2004-325709 平成16年10月11日出願

 

(3)社会への貢献

  • 「科学と教育」誌2004年6月号への執筆
      「タンパク質―その姿を見た立役者たち」
  • 産学連携の一環として、大学発ベンチャーを設立(プロテオーム解析支援ソフトの開発)2004年4月
  • プロテオミクス・サマースクールの開催
      2004年8月 理研播磨研究所
      2003年7月 徳島大学、徳島文理大学
      2004年8月 千里ライフサイエンスセンタービル
  • ゲノム・リテラシー講座
      2004年12月 科学技術振興機構 「プロテオミクスにおけるIT技術」
      2004年12月 科学技術振興機構 「プロテオミクスにおけるIT技術」

 

業績
  1. Proteomic analysis revealed a novel synaptic proline-rich membrane protein (PRR7) associated with PSD-95 and NMDA receptor
    Biochem. Biophys. Res. Commun. 327, 183-191 (2005)IF:2.836
    Murata, Y., Doi, T., Taniguchi, H., and Fujiyoshi, Y.
  2. Direct association with inner centromere protein (INCENP) activates the novel chromosomal passenger protein, Aurora-C
    J. Biol. Chem. 279, 47201-47211 (2004)IF: 6.482
    Li, X., Sakashita, G., Matsuzaki, H., Sugimoto, K., Kimura, K., Hanaoka, F., Taniguchi, H., Furukawa, K. and Urano, T.
  3. Proteomic Analysis of Rat Liver Peroxisome: PRESENCE OF PEROXISOME-SPECIFIC ISOZYME OF LON PROTEASE
    J. Biol. Chem. 279, 421-428(2004)IF: 6.482
    Kikuchi, M., Hatano, N., Yokota, S., Shimozawa, N., Imanaka, T. and Taniguchi, H.
  4. Crystal structure of a myristoylated CAP-23/NAP-22 N-terminal domain complexed with Ca(2+)/calmodulin
    EMBO J. 23, 712-718 (2004)IF: 10.456
    Matsubara, M., Nakatsu, T., Kato, H. and Taniguchi, H.
  5. Activation and transfer of lipoic acid in protein lipoylation in mammals in Thiamine: Catalytic Mechanisms and Role in Normal and Disease State
    Jordan, F. and Patel, M. S 343-361 (2004)IF:0
    Fujiwara, K., Okamura-Ikeda, K. and Motokawa, Y.
  6. Glycine cleavage system in neurogenic regions
    Eur. J. Neurosci. 19, 2365-2370 (2004)IF:3.872
    Ichinohe, A., Kure, S., Mikawa, S., Ueki, T., Kojima, K., Fujiwara, K., Iinuma, K., Matsubara, Y. and Sato, K.
  7. Tyrosine phosphorylation of protein kinase C
    Methods Mol. Biol. 233, 207-216 (2003)IF:0
    Yamamoto, T., Yamauchi, E., Taniguchi, H., Matsuzaki, H. and Kikkawa, U.
  8. Crystal structure of MARCKS calmodulin-binding domain peptide complexed with Ca2+/Calmodulin
    Nature Struc. Biol. 10, 226-231 (2003)IF: 11.579
    Yamauchi, E., Nakatsu, T., Matsubara, M., Kato, H. and Taniguchi, H.
  9. Direct involvement of protein myristoylation in myristoylated alanine-rich C kinase substrate (MARCKS)-calmodulin interaction
    J. Biol. Chem. 278, 48898-48902 (2003)IF: 6.482
    Matsubara, M., Titani, K., Taniguchi, H., Hayashi, N.
  10. Probing the H-protein-induced conformational change and the function of the N-terminal region of Escherichia coli T-protein of the glycine cleavage system by limited proteolysis
    J. Biol. Chem. 278, 10067?10072 (2003)IF: 6.482
    Okamura-Ikeda, K., Kameoka, N., Fujiwara, K. and Motokawa, Y.
  11. Phosphorylation of microtubule-associated protein tau by Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II in its tubulin binding sites
    Arch. Biochem. Biophys. 408, 255-262 (2002) IF: 2.338
    Yamamoto, H., Yamauchi, E., Taniguchi, H., Ono T. and Miyamoto, E.
  12. Regulation of Exocytosis through Ca2+/ATP-Dependent Binding of Autophosphorylated Ca2+/Calmodulin-Activated Protein Kinase II to Syntaxin 1A
    J. Neurosci. 22, 3342-3351 (2002)IF: 8.306
    Ohyama, A., Hosaka, K., Komiya, Y., Akagawa, K., Yamauchi, E, Taniguchi, H., Sasagawa, N., Kumakura, K., Mochida, S., Yamauchi, T. and Igarashi, M.
  13. Purification, characterization, and cDNA cloning of lipoate-activating enzyme from bovine liver
    J. Biol. Chem. 276, 28819?28823 (2001)IF: 6.482
    Fujiwara, K., Takeuchi, S., Okamura-Ikeda, K. and Motokawa, Y.
  14. Molecular cloning, structural characterization and chromosomal localization of human lipoyltransferase gene
    Eur. J. Biochem. 260, 761-767 (1999)IF:3.001
    Fujiwara, K., Suzuki, M., Okumachi, Y., Okamura-Ikeda, K., Fujiwara, T., Takahashi, E. and Motokawa, Y.
  15. The amino-terminal region of the Escherichia coli T-protein of the glycine cleavage system is essential for proper association with H-protein
    Eur. J. Biochem. 264, 446?452 (1999)IF: 3.001
    Okamura-Ikeda, K., Fujiwara, K. and Motokawa, Y.
  16. Identification of the Folate Binding Sites on the Escherihcia coli T-protein of the Glycine Cleavage System
    J. Biol. Chem. 274, 17471-17477 (1999)IF:6.482
    Fujiwara, K., Okamura-Ikeda, K. and Motokawa, Y.
  17. Cloning and Expression of a cDNA Encoding Bovine Lipoyltransferase
    J. Biol. Chem. 272, 31974-31978 (1997)IF: 6.482
    Fujiwara, K., Okamura-Ikeda, K. and Motokawa, Y.
  18. Synthesis and Characterization of Selenolipoylated H-protein of the Glycine Cleavage System
    J. Biol. Chem. 272, 19880-19883 (1997)IF: 6.482
    Fujiwara,K., Okamura-Ikeda, K., Packer, R. and Motokawa, Y.
  19. Lipoate addition to acyltransferases of a-keto acid dehydrogenase complexes and H-protein of glycine cleavage system
    Methods Enzymol. 279, 184-193 (1997)IF: 1.618
    Fujiwara, K., Okamura-Ikeda, K. and Motokawa, Y.