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高精度のドッキング機能を有するタンパク質間相互作用予測システムの開発

Research Project

Project/Area Number 17017014
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

清水 謙多郎  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 周吾  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (90272442)
寺田 透  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特任助教授 (40359641)
Project Period (FY) 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Keywords生体生命情報学 / 蛋白質 / プロテオーム / 分子間相互作用 / 構造予測
Research Abstract

精度の高いタンパク質間相互作用部位予測と、ドッキングによる複合体構造予測の開発を行った。タンパク質間相互作用部位を予測については、SVMを用いた予測手法の開発を行い、とくに、学習パラメータ(コストパラメータとガウスカーネルのパラメータの2つ)を、クロスバリデーション法を利用し、AUCが最大になるよう最適化を行った。また、情報理論を用いたフィルタリングを新たに開発し、false positive予測を低減した。さらに、ウィンドウサイズと予測精度の関係を解析し、7残基のウィンドウが多くのタンパク質で最も良い精度を実現することを明らかにした。以上の工夫により、ニューラルネットワークを用いて行ったOfranらの結果より、高い予測精度を実現した。ドッキングによる複合体構造予測については、球面調和関数を用いて新規に設計した正規直交基底関数での級数展開による高速内積計算を使ったアルゴリズムを開発した。本手法のスコア関数の枠組みは非常に柔軟で、分子形状の相補性や各種ペアポテンシャル、静電相互作用などを表現することが可能である。また、本手法では、スカラー場を上記正規直交基底関数で展開することにより、スコア関数の計算に必要な内積計算を高速に行うとともに、配座空間の探索に必要な座標変換操作も高速に行えることを示した。本研究では、展開係数によるスカラー場の表現能力が、中心からの距離rの増加に従って大幅に劣化するという、従来の球面調和関数を基底関数とする方式の問題点を解決するため、rによる減衰のない、修正Legendre多項式を組み合わせた基底関数を用いた。現在、すでにいつかの複合体のデモリングを行い、例えば、1AKZ(223残基)と1UGI_A(84残基)のunbound dockingでは、従来のFTDockの手法と同程度の精度の複合体モデリングを約400倍の速度で実行することができている。

Report

(1 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2006 2005

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] Identificatio of GPI-(like)-anchored Proteins by using SVM2006

    • Author(s)
      曹 巍
    • Journal Title

      Symposium of Data Ming and Computations in Statistics

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A fast protein-protein docking algorithm using series expansion in terms of spherical basis functions2005

    • Author(s)
      角越 和也
    • Journal Title

      Proceedings of the 16th International Conference on Genome Informatics (GIW 2005) 16,2

      Pages: 161-173

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure, epitope mapping, and docking simulation of a gibberellin mimic peptide as a peptidyl mimotope for a hydrophobic ligand2005

    • Author(s)
      村田 達也
    • Journal Title

      FEBS Journal 272

      Pages: 4938-4948

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure of the terminal oxygenase component of angular dioxygenase, carbazole 1,9a-dioxygenase2005

    • Author(s)
      野尻 秀昭
    • Journal Title

      Journal of Molecular Biology 351

      Pages: 355-370

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Crystal structure of the terminal cumene dioxygenase component of Pseudomonas fluorescens IP012005

    • Author(s)
      X.Dong
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology 187

      Pages: 2483-2490

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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