平成20年 疾患プロテオミクス研究部門/酵素タンパク質結晶構造解析室(旧酵素分子生理学部門)

前身である酵素生理学部門にH.14 年4月に谷口が教授として赴任して以来約7年になる。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、タンパク質複合体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。平成19年4月の疾患酵素研究センターへの改組に伴い、研究の実体により即した疾患プロテオミクス研究部門へと模様替えすると同時に、ゲノム解析からタンパク質立体構造解析による構造ゲノミクスへという時代の流れに応えるべく准教授ポスト1名を配置換し酵素タンパク質結晶構造解析室を設立した。疾患プロテオミクス研究部門は教授1、准教授1、助教1の定員内教員、結晶構造解析室は准教授1に加え学長裁量による助教1名で運営している。


主な研究テーマは、(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)脂肪細胞の分泌タンパク質の網羅的解析、脂肪滴やペルオキシソームなどの脂質代謝オルガネラのプロテオミクスによる肥満と生活習慣病の研究、(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つである。さらにJSTバイオインフォマティクス事業の一部として脊椎動物の起源とされるホヤのプロテオミクスとそのデータベース作成を推し進めている。(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。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(Tashiro et al. (2006) J.Biol.Chem.; Konishi et al. (2006) J.Biol.Chem.; Sano et al. (2008)
Biochim.Biophys.Acta Mol.Cell.Res)。(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(Omi et al. (2008) J.Biochem.)。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.)。また、文部科学省知的クラスター創生事業の一環として、ヒト脂肪細胞の分泌タンパク質をプロテオミクスにより網羅的に解析することで内蔵脂肪が分泌する新規生理活性分子の探索を行っている。(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、リン酸化やアシル化によるタンパク質間相互作用調節の分子機構を複合体立体構造を明らかにすることで研究すると同時に(Yamauchi et al. (2003) Nature Struc. Biol.; Matsubara et al. (2004) EMBO J.)、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ーシス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; Fujiwara et al. (2007) J.Mol.Biol.)また、タンパク質-核酸複合体の立体構造解析も進行中である(藤原准教授、池田助教、真板助教ら)。ホヤのプロテオミクスとそのデータベース構築に関しては発生過程のプロテオームの変動解析を中心にしたプロテオミクスデータの収集とそのデータベース化を中心に研究を進めている(山田学振特別研究員、吉澤学術研究員ら)。


以上の研究と平行して、平成19 年度まで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と脂肪細胞の分泌タンパク質の網羅的解析による肥満研究、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た。EGF 受容体下流シグナルのプロテオミクス研究に関しては、基礎的な研究はかなり進行し、今後はその臨床応用が課題である。同様に、より疾患に関連した研究対象にシフトすることで社会の要請に応えたい。医学部の各研究グループとの共同研究として骨粗しょう症、肥満、リンパ腫や骨髄腫などの診断マーカーや創薬標的タンパク質の探索を開始しているのはその一環であり、一部については既に成果が出始めている。研究活動は全体として軌道に乗り始めたと評価しているが、今後は(1)疾患を対象としたプロテオミクス研究、(2)立体構造解析を手段としたタンパク質の構造機能相関研究と構造に基づいた創薬研究、(3)情報生物学に重点を置いたプロテオミクス解析技術の開発とそのライフサイエンスへの応用研究の3つの柱を中心としてさらに研究を発展させたい。


1997~2008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
  6. 2005年8月17日放送 NHK総合ほっとイブニング「徳島知的クラスター創成事業 肥満研究プロジェクト」

(2)特許権等の知的財産権

  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. 出願番号:2007-077896「新規アポトーシス誘導タンパク質及びそれをコードする遺伝子」
  4. 出願番号:2007-220640「生理活性物質と相互作用する物質の効率的スクリーニング方法」
 

(3)社会への貢献

  1. 「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」
  2. 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
  3. 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
  4. 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」
  5. 教科書の執筆 2005年 谷口寿章 情報生物学講義(松原謙一監修)2-タンパク質構造と情報科学 「プロテオミクスとバイオインフォマティクス」国際高等研究所刊 2005年 谷口寿章 タンパク質ネットワーク (後藤祐児、桑島邦博、谷澤克行 共編)タンパク質科学 pp.141-152 化学同仁刊 2005年 「プロテオミクスと病態解析」(一瀬白帝、鈴木宏治 共編)図説分子病態学第4版 中外医学社刊

 

業績
  1. An a posteriori calibration method for improving protein identification accuracy in proteomics using electrospray ionization time-of-flight tandem mass spectrometry.
    Rapid Commun. Mass Spectrom. 22, 1335-1338 (2008) IF:2.97
    Ishino Y. and Taniguchi, H.
  2. Mechanism of Self-Sterility in a Hermaphroditic Chordate.
    Science, 320, 548-550 (2008) IF:26.4
    Harada, Y., Takagaki, Y., Sunagawa, M., Saito, T., Yamada, L., Taniguchi, H., Shoguchi,SE., and Sawada, H.
  3. Contribution of peroxisome-specific isoform of Lon protease in sorting PTS1 proteins to peroxisomes
    J. Biochem. 143, 649?660 (2008) IF:2.02
    Omi, S., Nakata, R., Okamura-Ikeda, K., Konishi, H., and Taniguchi, H.
  4. Novel tyrosine phosphorylated and cardiolipin-binding protein CLPABP functions as mitochondrial RNA granule.
    Biochim Biophys Acta Mol. Cell. Res., 1783, 1036-1047 (2008) IF:4.37
    Sano, E., Shono, S., Tashiro, K., Konishi, H., Yamauchi, E. and Taniguchi, H.
  5. Mass spectrometry-based prokaryote gene annotation.
    Proteomics. 22, 4053-4065 (2007) IF:6.09
    Ishino, Y., Okada, H., Ikeuchi, M., and Taniguchi, H.
  6. Crystal Structure of Bovine Lipoyltransferase in Complex with Lipoyl-AMP.
    J Mol Biol. 371, 222-234 (2007) IF:4.89
    Fujiwara, K., Hosaka, H., Matsuda, M., Okamura-Ikeda, K., Motokawa, Y., Suzuki, M., Nakagawa, A., and Taniguchi, H.
  7. PGC7/Stella protects against DNA demethylation in early embryogenesis
    Nature Cell Biology, 9, 64-71 (2007) IF:18.5
    Nakamura, T., Arai, Y., Umehara, H., Masuhara, M., Kimura, T., Taniguchi, H., Sekimoto, T., Ikawa, M., Yoneda, Y., Okabe, M., Tanaka, S., Shiota, K., and Nakano, T.
  8. An extensive repertoire of type III secretion effectors in Escherichia coli O157 and the role of lambdoid phages in their dissemination.
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 14941-14946 (2006) IF:9.64
    Tobe, T., Beatson, S.A., Taniguchi, H., Abe, H., Bailey, C.M., Fivian, A., Younis, R., Matthews, S., Marches, O., Frankel, G., Hayashi, T., and Pallen, M.J.
  9. Hundreds of flagellar basal bodies cover the cell surface of the endosymbiotic bacterium Buchnera aphidicola sp. strain APS.
    J Bacteriol. 188, 6539-6543 (2006) IF:3.99
    Maezawa, K., Shigenobu, S., Taniguchi, H., Kubo, T., Aizawa, S., and Morioka, M.
  10. CFBP is a novel tyrosine phosphorylated protein which might function as a regulator of CIN85/CD2AP.
    J Biol Chem. 281, 28919-28931 (2006) IF:5.81
    Konishi, H., Tashiro, K., Murata, Y., Nabeshi, H., Yamauchi, E., and Taniguchi, H.
  11. Suppression of the ligand-mediated downregulation of epidermal growth factor receptor by Ymer, a novel tyrosine phosphorylated and ubiquitinated protein.
    J Biol Chem. 281, 24612-24622 (2006) IF:5.81
    Tashiro, K., Konishi, H., Sano, E., Nabeshi, H., Yamauchi, E., and Taniguchi, H.
  12. Phospho-regulation of human protein kinase Aurora-A: analysis using anti-phospho-Thr288 monoclonal antibodies.
    Oncogene 25, 7691?7702 (2006) IF:6.58
    Ohashi, S., Sakashita, G., Ban, R., Nagasawa, M., Matsuzaki, H., Murata, Y., Taniguchi, H., Shima, H., Furukawa, K., and Urano, T.
  13. Leucine-rich repeat membrane protein, 5T4, is expressed by a subtype of granule cells with dendritic arbors in specific strata of the mouse olfactory bulb.
    J. Comp. Neurol. 495, 754-768 (2006) IF:3.92
    Imamua, F., Nagao, H., Naritsuka, H., Murata, Y., Taniguchi, H., and Mori, K. A.
  14. Myosin-Va regulates exocytosis through the submicromolar Ca2+-dependent binding of syntaxin-1A.
    Mol. Biol. Cell 16 : 4519-4530 (2005) IF:6.52
    Watanabe, M., Nomura, K., Ohyama, A., Ishikawa, R., Komiya, Y., Hosaka, K., Yamauchi, E., Taniguchi, H., Sasakawa, N., Kumakura, K., Ushiki, T., Sato, O., Ikebe, M., and Igarashi, M.
  15. Proteomic analysis of sera from hepatocellular carcinoma patients after radiofrequency ablation treatment.
    Proteomics, 5, 4287-4295 (2005) IF:6.09
    Kawakami, T., Hoshida, Y., Kanai, F., Tanaka, Y., Tateishi, K., Ikenoue, T., Obi, S., Sato, S., Teratani, T., Shiina, S., Kawabe, T., Suzuki, T., Hatano, N., Taniguchi, H., and Omata, M.
  16. Crystal Structure of Lipoate-Protein Ligase A from Escherichia coli: DETERMINATION OF THE LIPOIC ACID-BINDING SITE.
    J. Biol. Chem., 280, 33645 ? 33651 (2005) IF:5.85
    Fujiwara, K., Toma, S., Okamura-Ikeda, K., Motokawa, Y., Nakagawa, A., and Taniguchi, H.
  17. Crystal Structure of Human T-protein of Glycine Cleavage System at 2.0 A° Resolution and its Implication for Understanding Non-ketotic Hyperglycinemia.
    J. Mol. Biol., 351, 1146-1159 (2005) IF:5.23
    Okamura-Ikeda, K., Hosaka, H., Yoshimura, M., Yamashita, E., Toma, S., Nakagawa, A., Fujiwara, K., Motokawa, Y., and Taniguchi, H.
  18. Rab18 localizes to lipid droplets and induces their close apposition to the endoplasmic reticulum-derived membrane.
    J. Cell Sci., 118, 2601-2611 (2005) IF:6.54
    Ozeki, S., Cheng, J., Tauchi-Sato, K., Hatano, N., Taniguchi, H., and Fujimoto, T.
  19. 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:2.84
    Murata, Y., Doi, T., Taniguchi, H., and Fujiyoshi, Y.
  20. Direct association with inner centromere protein (INCENP) activates the novel chromosomal passenger protein, Aurora-C
    J. Biol. Chem. 279, 47201-47211 (2004) IF: 6.48
    Li, X., Sakashita, G., Matsuzaki, H., Sugimoto, K., Kimura, K., Hanaoka, F., Taniguchi, H., Furukawa, K. and Urano, T.
  21. Proteomic Analysis of Rat Liver Peroxisome: PRESENCE OF PEROXISOME-SPECIFIC ISOZYME OF LON PROTEAS
    J. Biol. Chem. 279, 421-428 (2004) IF: 6.48
    Kikuchi, M., Hatano, N., Yokota, S., Shimozawa, N., Imanaka, T. and Taniguchi, H.
  22. Crystal structure of a myristoylated CAP-23/NAP-22 N-terminal domain complexed with Ca(2+)/calmodulin
    EMBO J. 23, 712-718 (2004) IF: 10.5
    Matsubara, M., Nakatsu, T., Kato, H. and Taniguchi, H.
  23. Activation and transfer of lipoic acid in protein lipoylation in mammals in ‘Thiamine in Catalytic Mechanisms and Role in Normal and Disease State’
    (Jordan, F. and Patel, M. S., Eds.) pp.343-361 (2004) Marcel Dekker, Inc. IF:0
    Fujiwara, K., Okamura-Ikeda, K. and Motokawa, Y.
  24. Glycine cleavage system in neurogenic regions
    Eur. J. Neurosci. 19, 2365-2370 (2004) IF:3.87
    Ichinohe, A., Kure, S., Mikawa, S., Ueki, T., Kojima, K., Fujiwara, K., Iinuma, K., Matsubara, Y. and Sato, K.