疾患プロテオミクス研究分野

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主要研究テーマ研究内容メンバー発表論文

 

主要研究テーマ

  • プロテオミクス解析技術の開発とその疾患プロテオミクスへの応用
  • シグナル伝達系のプロテオミクスによるタンパク質リン酸化の網羅的解析
  • タンパク質の立体構造解析による機能相関・タンパク質間相互作用の解析

 

研究内容

1.プロテオミクス解析技術の開発とその疾患プロテオミクスへの応用

質量分析法を駆使した超微量タンパク質解析技術の開発とその疾患プロテオミクス研究・メタボロミクス研究への応用を中心課題としている。磁場型フーリエ変換型質量分析計や最新鋭オービトラップ型質量分析計による超高分解能質量分析を基盤とする最先端のプロテオミクス解析技術を用い、(1)感染性大腸菌O157やピロリ菌などの感染機構・宿主との相互作用、(2)ヒト脂肪細胞が分泌する肥満に関わる分化誘導因子の探索、(3)骨芽細胞の分化に関わるタンパク質の探索などを行っている。これまでに感染性大腸菌O157の分泌タンパク質を網羅的に解析することで、O157が菌体外に分泌し、ヒトの細胞に送り込むエフェクタータンパク質が30種類以上存在することを明らかにした。また、ペルオキシソームや脂肪滴など脂質代謝に関わるオルガネラのプロテオミクスによる構成成分の解析、オルガネラ生成機構の解析などの研究、肥満に関わるタンパク質因子の解析も行っている。超高分解能質量分析法を生かした代謝物の網羅的解析(メタボロミクス)による疾患研究も最近のテーマである。

 

2.シグナル伝達系のプロテオミクスによるタンパク質リン酸化の網羅的解析

タンパク質の生理機能は、DNAが担う遺伝子情報を基に合成された後に、様々な翻訳後修飾を受けることで調節されている。当研究部門では、特にタンパク質リン酸化のプロテオミクスによる大規模解析により、シグナル伝達系の全体像を明らかにすることを目指している。中でも、EGF 受容体下流のシグナル伝達系を大規模に解析することで、EGF 受容体下流シグナルの経路を解析すると共に、発ガンの分子機構の解析を通じて創薬の標的タンパク質探索を行っている。既に3種類の新規タンパク質のEGF受容体シグナルにおける役割を明らかにした。また、MAPキナーゼ(ERK1/2)の基質タンパク質のプロテオミクスにより、多くの新規基質タンパク質を同定し、その中で核膜孔複合体を構成する複数のタンパク質がMAPキナーゼにより直接リン酸化され、核膜輸送を調節していることを明らかにしている。

シグナル伝達系のプロテオミクスによるタンパク質リン酸化の網羅的解析

EGF受容体下流のプロテオミクスにより新たに同定された2種類のタンパク質。Ymerはリン酸化とユビキチン化に依存してEGF受容体と結合し、EGF受容体の分解制御に関わっている。

3.タンパク質の立体構造解析による機能相関・タンパク質間相互作用の解析

疾患関連タンパク質を中心に立体構造解析を行うことで、タンパク質の構造機能相関、疾患の発症機構などの研究を進めている。また、タンパク質複合体の立体構造解析を行うことで、タンパク質間相互作用の調節機構を明らかにすることを目指している。中でもタンパク質リン酸化とアシル化によるタンパク質間相互作用の調節機構の解析が重要なテーマである。立体構造解析の対象としては、ミリスチル化タンパク質とカルモジュリンとの複合体形成の分子機構・タンパク質リン酸化によるその調節機構、タンパク質のリポイル化に関わる酵素群、グリシン開裂系酵素タンパク質複合体、新規サイトカインなどである。最近、グリシン開裂系タンパク質の変異が、自閉症に関わるメカニズムの一部を明らかにした。

 

 

グリシン開裂酵素系を構成するアミノメチル転移酵素(ecT左下、ドメイン1-3よりなる)とリポイル化Hタンパク質(ecH、右上の緑色)複合体の立体構造。Hタンパク質に結合したリポイル基がアミノメチル転移酵素の活性部位に頭を突っ込んでいる様子が分かる。最近自閉症家系の解析から、アミノメチル転移酵素がその原因遺伝子であり、遺伝子変異が酵素活性とタンパク質安定性に影響を及ぼすことを明らかにした(Yu et al. Neuron 2013)。

 

メンバー

教授 谷口寿章
教授
谷口 寿章
Hisaaki Taniguchi
TEL : 088-633-7426
E-mail : hisatan@tokushima-u.ac.jp
 
 
助教
谷口貴子
Takako Taniguchi
TEL: 088-633-9255
 
 
 

 

発表論文

  1.  Hirose T, Maita N, Gouda H, Koseki J, Yamamoto T, Sugawara A, Nakano H, Hirono S, Shiomi K, Watanabe T, Taniguchi H, Sharpless KB, Omura S, Sunazuka T. (2013) Observation of the controlled assembly of preclick components in the in situ click chemistry generation of a chitinase inhibitor. Proc Natl Acad Sci U S A. 15892–15897.
  2.  Maita N, Tsukimura T, Taniguchi T, Saito S, Ohno K, Taniguchi H, Sakuraba H. (2013) Human α-L-iduronidase uses its own N-glycan as a substrate-binding and catalytic module. Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 14628-14633.
  3.  Nakaya M, Tajima M, Kosako H, Nakaya T, Hashimoto A, Watari K, Nishihara H, Ohba M, Komiya S, Tani N, Nishida M, Taniguchi H, Sato Y, Matsumoto M, Tsuda M, Kuroda M, Inoue K, Kurose H. (2013) GRK6 deficiency in mice causes autoimmune disease due to impaired apoptotic cell clearance. Nat Commun., 1532, doi: 10.1038/ncomms2540.
  4. Yu TW, Chahrour MH, Coulter ME, Jiralerspong S, Okamura-Ikeda K, Ataman B, Schmitz-Abe K, Harmin DA, Adli M, Malik AN, D'Gama AM, Lim ET, Sanders SJ, Mochida GH, Partlow JN, Sunu CM, Felie JM, Rodriguez J, Nasir RH, Ware J, Joseph RM, Hill RS, Kwan BY, Al-Saffar M, Mukaddes NM, Hashmi A, Balkhy S, Gascon GG, Hisama FM, Leclair E, Poduri A, Oner O, Al-Saad S, Al-Awadi SA, Bastaki L, Ben-Omran T, Teebi AS, Al-Gazali L, Eapen V, Stevens CR, Rappaport L, Gabriel SB, Markianos K, State MW, Greenberg ME, Taniguchi H, Braverman NE, Morrow EM, Walsh CA. (2013) Using Whole-Exome Sequencing to Identify Inherited Causes of Autism. Neuron 77, 259-273.
  5. Hyodo K, Mine A, Taniguchi T, Kaido M, Mise K, Taniguchi H, Okuno T. (2013) The ADP-ribosylation Factor 1 Plays an Essential Role in the Replication of a Plant RNA Virus. J. Viol. 87, 163-176.
  6.  Maita N, Taniguchi H, and Sakuraba H. (2012) Crystallization, X-ray diffraction analysis and SIRAS phasing of human α-L-iduronidase. Acta Crystallographica Section F 68(Pt 11), 1363-1366.
  7. Ishimoto K, Iwata T, Taniguchi H, Mizusawa N, Tanaka E, Yoshimoto K. (2012) d-Dopachrome tautomerase promotes IL-6 expression and inhibits adipogenesis in preadipocytes. Cytokine 60, 772-777.
  8. Okatsu K, Oka T, Iguchi M, Imamura K, Kosako H, Tani N, Kimura M, Go E, Koyano F,Funayama M, Shiba-Fukushima K, Sato S, Shimizu H, Fukunaga Y, Taniguchi H, Komatsu M, Hattori N, Mihara K, Tanaka K, Matsuda N. (2012) PINK1 autophosphorylation upon membrane potential dissipation is essential for Parkin recruitment to damaged mitochondria. Nat. Commun. Aug 21;3:1016. doi: 10.1038/ncomms2016.
  9. Mine A, Hyodo K, Tajima Y, Kusumanegara K, Taniguchi T, Kaido M, Mise K,
    Taniguchi H, Okuno T. (2012) Differential Roles of Hsp70 and Hsp90 in the Assembly of the Replicase Complex of a Positive-Strand RNA Plant Virus. J Virol. 86, 12091-12104
  10. Iwakawa HO, Tajima Y, Taniguchi T. Kaido M, Mise K, Tomari Y, Taniguchi H, and Okuno, T. (2012) Poly(A)-Binding Protein Facilitates Translation of an Uncapped/Nonpolyadenylated Viral RNA by Binding to the 3' Untranslated Region. J. Virol. 86, 7836-7849.
  11. Iwata T, Taniguchi H, Kuwajima M, Taniguchi T, Okuda Y, Sukeno A, Ishimoto K, Mizusawa N, and Yoshimoto K. (2012) The Action of D-Dopachrome Tautomerase as an Adipokine in Adipocyte Lipid Metabolism. PLoS ONE 7(3): e33402.
  12. Suzuki M, Otsuka T, Ohsaki Y, Cheng J, Taniguchi T, Hashimoto H, Taniguchi H, and Fujimoto T. (2012) Derlin-1 and UBXD8 are engaged in dislocation and degradation of lapidated ApoB-100 at lipid droplets Mol. Biol. Cell 23, 800-810.
  13. Okazaki IM, Okawa K, Kobayashi M, Yoshikawa K, Kawamoto S, Nagaoka H, Shinkura R, Kitawaki Y, Taniguchi H, Natsume T, Iemura S, and Honjo T (2011) Histone chaperone Spt6 is required for class switch recombination but not somatic hypermutation. Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 920-925.
  14. Yamaguchi A, Saito T, Yamada L, Taniguchi H, Harada Y, and Sawada H. (2011) Identification and localization of the sperm CRISP family protein CiUrabin involved in gamete interaction in the ascidian Ciona intestinalis. Mol Reprod. Dev. 78, 488-497.

  15. Tashiro, K., Tsunematsu, T., Okubo, H., Ohta, T., Sano, E., Yamauchi, E., Taniguchi, H. and Konishi, H. (2009) GAREM, a novel adaptor protein for growth factor receptor-bound protein 2, contributes to cellular transformation through the activation of extracellular signal-regulated kinase signaling. J. Biol. Chem., 284, 20206-20214.
  16.  Yamada, L., Saito, T., Taniguchi, H., Sawada, H. and Harada, Y. (2009) Comprehensive egg-coat proteome of an ascidian Ciona intestinalis reveals gamete recognition molecules involved in self-sterility. J. Biol. Chem., 284, 9402-9410.
  17. Kosako, H., Yamaguchi, N., Aranami, C., Ushiyama, M., Kose, S., Imamoto, N., Taniguchi, H., Nishida, E. and Hattori, S. (2009) Phosphoproteomics reveals new ERK MAP kinase targets and links ERK to nucleoporin-mediated nuclear transport. Nature Struct. Mol. Biol., 16, 1026-1035.
  18. Harada, Y., Takagaki, Y., Sunagawa, M., Saito, T., Yamada, L., Taniguchi, H., Shoguchi, E. and Sawada, H. (2008) Mechanism of self-sterility in a hermaphroditic chordate. Science, 320, 548-550.
  19. Omi, S., Nakata, R., Okamura-Ikeda, K., Konishi, H., and Taniguchi, H. (2008) Contribution of peroxisome-specific isoform of Lon protease in sorting PTS1 protein to peroxisomes J. Biochem.143 (5) 649-660 .
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  21.  Fujiwara, K., Hosaka, H., Matsuda, M., Okamura-Ikeda, K., Motokawa, Y., Suzuki, M., Nakagawa, A. and Taniguchi, H. (2007) Crystal structure of bovine lipoyltransferase in complex with lipoyl-AMP. J. Mol. Biol., 371, 222-234.
  22. Tashiro, K., Konishi, H., Sano, E., Nabeshi, H., Yamauchi, E. and Taniguchi, H. (2006) 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.
  23.  Konishi, H., Tashiro, K., Murata, Y., Nabeshi, H., Yamauchi, E. and Taniguchi, H. (2006) CFBP is a novel tyrosine phosphorylated protein which might function as a regulator of CIN85/CD2AP. J. Biol. Chem., 281, 28919-28931.
  24. Maezawa, K., Shigenobu, S., Taniguchi, H., Kubo, T., Aizawa, S. and Morioka, M. (2006) Hundreds of flagellar basal bodies cover the cell surface of the endosymbiotic bacterium Buchnera aphidicola sp. strain APS. J. Bacteriol., 188, 6539-6543.
  25. Tobe, T., Beatson, A.S., Taniguchi, H., Abe, H., Bailey, M.C., Fivian, A., Younis, R., Matthews, S., Marches, O., Frankel, G., Hayashi, T. and Pallen, J.M. (2006) 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.
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  27. Okamura-Ikeda, K., Hosaka, H., Yoshimura, M., Yamashita, E., Toma, S., Nakagawa, A., Fujiwara, K., Motokawa, Y. and Taniguchi, H. (2005) 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.

  28. Fujiwara, K., Toma, S., Okamura-Ikeda, K., Motokawa, Y., Nakagawa, A. and Taniguchi, H. (2005) Crystal Structure of Lipoate-Protein Ligase A from Escherichia coli: DETERMINATION OF THE LIPOIC ACID-BINDING SITE. J. Biol. Chem., 280, 33645 – 33651.
  29. Kikuchi, M., Hatano, N., Yokota, S., Shimozawa, N., Imanaka, T. and Taniguchi, H. (2004) Proteomic analysis of rat liver peroxisome: presence of peroxisome-specific isozyme of Lon protease. J. Biol. Chem., 279, 421-428.
  30. Matsubara, M., Nakatsu, T., Kato, H. and Taniguchi, H. (2004): Crystal structure of a myristoylated CAP-23/NAP-22 N-terminal domain complexed with Ca(2+)/calmodulin. EMBO J. 23, 712-718.
  31. Yamauchi, E., Nakatsu, T., Matsubara, M., Kato, H., and Taniguchi, H (2003) Crystal structure of a MARCKS peptide containing the calmodulin-binding domain in complex with Ca2+-calmodulin. Nature Struc. Biol. 10, 226-231.