研究成果

1. ミリストイル化(14炭素飽和脂肪酸による翻訳後修飾)によるタンパク質の機能制御(細胞膜領域と細胞内のシグナルの伝達)の仕組みミリストイル化(14炭素飽和脂肪酸による翻訳後修飾)によるタンパク質の機能制御(細胞膜領域と細胞内のシグナルの伝達)の仕組み(右図)を解明しました。
神経細胞や免疫細胞、また、分化途中の細胞でこの仕組みが使われていることを明らかにしましたが、現在はほとんど全ての細胞で使われていると考えています (1-10) 。

2. 細胞内には、数百から数千のミリストイル化タンパク質が存在する可能性を示しました(11)。
特に、細胞膜脂質ラフトにおいてミリストイル化タンパク質が機能していることが示され、現在、ラフトの機能を解明するための研究を進めています。

3. ミリストイル化タンパク質を検出したり、制御したりするのに使える抗体を開発しました(12)。

4. たんぱく質素早く解析高性能の二次元電気泳動法を開発しました(13-18)。
この手法を基盤として、これまでに基礎研究から臨床、工業にまで及ぶ、様々な対象に特化したプロテオミクス法を開発し、現在、多くの共同研究を進めています。
さまざまな組織の二次元電気泳動

  • 1) Matsubara M, Yamauchi E, Hayashi N, Taniguchi H:MARCKS, a major protein kinase c substrate, assumes non-helical conformations both in solution and in complex with Ca2+-calmodulin. FEBS Lett. 421: 203-207, 1998
  • 2) Takasaki A, Hayashi N, Matsubara M, Yamauchi E, Taniguchi H:Identification of the calmodulin-binding domain of neuron-specific protein kinase C substrate protein CAP-22/NAP-22. J.Biol.Chem. 274: 11848-11853, 1999
  • 3) Hayashi N, Izumi Y, Titani K, Matsushima N:The binding of myristoylated N-terminal nonapeptide from neuron-specific protein CAP-23/NAP-22 to calmodulin induces a 'relaxed' globular structure different from the calmodulin - non-myristoylated peptide complex. Protein Science 9: 1905-1913, 2000
  • 4) Hayashi N, Matsubara M, Jinbo Y, Titani K, Izumi Y, Matsushima N:Nef of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) interacts directly with calcium-bound calmodulin. Protein Science 11: 529-537, 2002
  • 5) Matsubara M, Hayashi N, Jing T, Titani K:Regulation of Endothelial Nitric Oxide Synthase by Protein Kinase C. J.Biochem. 133: 773-781, 2003
  • 6) Matsubara M, Titani K, Taniguchi H, Hayashi N:Direct involvement of protein myristoylation in MRACKS-calmodulin interaction. J.Biol.Chem. 278: 48898-48902, 2003
  • 7) Hayashi N, Nakagawa C, Takasaki A, Jinbo Y, Yamakawa Y, Titani K, Hashimoto K, Izumi Y, Matsushima N:Myristoylation-regulated direct interaction between calcium-bound calmodulin and N-terminal region of pp60v-src.J.Mol.Biol. 338: 169-180, 2004
  • 8) Matsubara M, Jing T, Kawamura K, Shimojo N, Titani K, Hashimoto K, Hayashi N:Myristoyl moiety of HIV Nef is involved in regulation of the interaction with calmodulin in vivo.Protein Sci. 14: 494-503, 2005
  • 9) Hayashi N: Novel intracellular signaling mechanism revealed by functional analyses of myristoyl moiety of NAP22 and a comprehensive analysis of Nα-myristoylated proteins.Current Proteomics, 4: 162-173, 2007
  • 10) Hayashi N, Titani K: N-myristoylated proteins, key components in intracellular signal transduction systems enabling rapid and flexible cell responses. Proc.,Jpn.,Acad.,Ser.B, 86(5):494-508, 2010

  • 11) Maurer-Stroh S, Gouda M, Leite FS, Novatchkova M, Schleiffer A, Schneider G, Wildpaner M, Hayashi N, Eisenhaber F:MYRbase: Evaluation of genome-wide glycine myristoylation enlarges functional spectrum of eukaryotic myristoylated proteins. Genome Biology 5: Article R21, 2004
  • 12) 発明者:林 宣宏、赤堀 泰、“抗ミリストイル化タンパク質抗体又はその抗原結合フラグメント、ミリストイル化タンパク質検出キット、医薬、遺伝子、及びベクター”出願人:東京工業大学、出願番号:特願2013-088891、出願日:2013年4月19日
  • 13) 発明者:中村政志、林宣宏,"等電点電気泳動用ゲル及び等電点電気泳動方法",出願番号 特願2009-181808,出願日:2009年8月4日
  • 14) 発明者:中村政志、林宣宏,"等電点電気泳動用膨潤ゲルの作成方法",出願番号 特願2009-181809,出願日:2009年8月4日
  • 15) 発明者:中村政志、林宣宏,"等電点電気泳動方法及び粗雑物除去の判定方法",出願番号 特願2009-181810,出願日:2009年8月4日
  • 16) 発明者:中村政志、林宣宏,"2次元電気泳動方法",出願番号 特願2009-181811,出願日:2009年8月4日
  • 17) 発明者:中村政志、林宣宏,"2次元電気泳動方法",出願番号 特願2009-181812,出願日:2009年8月4日
  • 18) 生体の高精度かつハイスループットなプロファイリング:改良型2次元電気泳動法を基盤技術に用いる高性能プロテオミクス、林 宣宏、 未来材料、11(1),42-49,2011

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