臨床検査50巻12号

2006年11月発行

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特集 ナノテクノロジーとバイオセンサ 各論 Ⅱ. バイオセンサ関連

3. プロテインチップを用いた蛋白質間相互作用分析

著者： 荒川憲昭¹ 岩船裕子¹ 平野久¹

所属機関： ¹横浜市立大学大学院国際総合科学研究科生体超分子科学専攻

ページ範囲：P.1467 - P.1476

はじめに

　ヒトゲノムシーケンスの解読が終了し，DNAチップ技術(マイクロアレイ法)の開発が急速に推し進められた．このDNAチップを用いた遺伝子発現解析により，種々の疾患に関連する多くの遺伝子が発見されている．この手法は，DNAから転写されるmRNAレベルの変化を正常の状況と直接比較するものである．しかし，細胞の機能は，mRNAあるいはその翻訳産物である蛋白質の量的な変化のみで調節・維持されているわけではない．生体内では，蛋白質は，他の蛋白質や低分子リガンド，DNAなどと相互作用したり，リン酸化，糖鎖付加，アセチル化などの翻訳後修飾や限定分解を受けることで，翻訳直後とは全く異なる状態に変化する．したがって複雑な生命現象を理解するためには，蛋白質の翻訳後修飾や相互作用といった質的変化を解析することが重要である．特に多数の蛋白質の機能を明らかにしようとするプロテオーム解析では，蛋白質間相互作用の解析は中心課題の1つであり，迅速高効率(ハイスループット)で分析できる方法の開発が不可欠である．

　これまで，蛋白質間相互作用を解析するための多くの技術開発が行われ，古くから利用されてきたGST-プルダウンアッセイ，免疫沈降法や酵母2-ハイブリッド法に加え，最近ではアフィニティータグを用いたプルダウン法が脚光を浴びている．加えて，網羅的解析が可能であるDNAチップ技術の利点をプロテオーム解析に応用することも試みられており，その1つとして有望視されているのが，数多くの蛋白質を基板上に並べたプロテインチップである．しかし，蛋白質の調製と固定化というまだこれから解決すべき大きなハードルがある．ここではこれらの方法の長所・短所を比較し，プロテインチップを使った蛋白質間相互作用解析の今後の方向性を明らかにしたい．

参考文献

　１) von Mering C, Krause R, Snel B, et al：Comparative assessment of large-scale data sets of protein-protein interactions. Nature　417：399-403, 2002

　２) Tarn WY, Hsu CH, Huang KT, et al：Functional association of essential splicing factor(s) with PRP19 in a protein complex. Embo J　13：2421-2431, 1994

　３) Rigaut G, Shevchenko A, Rutz B, et al：A generic protein purification method for protein complex characterization and proteome exploration. Nat Biotechnol 17：1030-1032, 1999

　４) Gavin AC, Bosche M, Krause R, et al：Functional organization of the yeast proteome by systematic analysis of protein complexes. Nature　415：141-147, 2002

　５) Ho Y, Gruhler A, Heilbut A, et al：Systematic identification of protein complexes in Saccharomyces cerevisiae by mass spectrometry. Nature　415：180-183, 2002

　６) Suzuki H, Fukunishi Y, Kagawa I, et al：Protein-protein interaction panel using mouse full-length cDNAs. Genome Res　11：1758-1765, 2001

　７) Ye B, Cramer DW, Skates SJ, et al：Haptoglobin-alpha subunit as potential serum biomarker in ovarian cancer：identification and characterization using proteomic profiling and mass spectrometry. Clin Cancer Res　9：2904-2911, 2003

　８) Moshkovskii SA, Serebryakova MV, Kuteykin-Teplyakov KB, et al：Ovarian cancer marker of 11.7 kDa detected by proteomics is a serum amyloid A1. Proteomics　5：3790-3797, 2005

　９) Zhu H and Snyder M：Protein chip technology. Curr Opin Chem Biol　7(１)：55-63, 2003

　10) Guschin D, Yershov G, Zaslavsky A, et al：Manual manufacturing of oligonucleotide, DNA, and protein microchips. Anal Biochem　250：203-211, 1997

　11) Afanassiev V, Hanemann V, Wolfl S：Preparation of DNA and protein micro arrays on glass slides coated with an agarose film. Nucleic Acids Res　28：E66, 2000

　12) Heyse S, Vogel H, Sanger M, et al：Covalent attachment of functionalized lipid bilayers to planar waveguides for measuring protein binding to biomimetic membranes. Protein Sci　4：2532-2544, 1995

　13) Nelson RW, Nedelkov D, Tubbs KA：Biosensor chip mass spectrometry：a chip-based proteomics approach. Electrophoresis　21：1155-1163, 2000

　14) Zhu H, Bilgin M, Bangham R, et al：Global analysis of protein activities using proteome chips. Science　293：2101-2105, 2001

　15) Iwafune Y, Tan J, Hirano H：submitted

　16) 早野俊哉：プロテオミクスのためのハイスループットな蛋白質発現・精製系．実験医学　20：40-44, 2002

　17) 宮本悦子，柳川弘志：In vitro virusおよび蛋白質C末端ラベル化法のポストゲノム研究への応用．蛋白質核酸酵素　48：1474-80, 2003