膜タンパク質立体構造予測システム(MAKU)の開発とWWWへの公開

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08558077
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 美宅 成樹 東京農工大学, 工学部, 教授 (10107542)
• Keywords: 膜タンパク質 / アミノ酸配列情報大量解析 / 膜タンパク質判別 / 二次構造予測 / 立体構造予測 / インターネット / ホームページ

Research Abstract

これまで私達は、非常に機能の高い膜タンパク質について立体構造形成のメカニズムを理解し、その構造予測を可能にしようと研究を進めてきた。そして、いくつかの膜タンパク質についての変性実験や、計算機によるアミノ酸配列の物理的情報処理を行うことによって、膜タンパク質の立体構造予測法の流れがようやく現実的なものとなってきた。そこで本研究では、これまでの研究成果をまとめて、1.アミノ酸配列から膜貫通ヘリックスを予測し、さらにヘリックスの配置・配向・傾きまでを理論的に決定するためのソフトウェアシステムを開発し、2.誰でも利用できる形として、インターネット(WWW:World Wide Web)上での公開を目的としている。本研究では、膜内へのアミノ酸残基の侵入には疎水性相互作用が、次に膜内でのヘリックス構造形成には極性相互作用がかなり決定的な役割を果たすこと、および構造的には比較的単純でほぼ同じ大きさのヘリックスが平行な束になっていることを利用して、二次構造の予測、三次構造の予測がかなりの精度でできるようにした。そして、まず第1段階の膜タンパク質への分岐と膜貫通ヘリックス領域予測のモジュールをWWWホームページ上に公開した。最近は月間3,000件ほどの利用があり、その半数は海外からのものである。

Research Products

• [Publications] Takatsugu Hirokawa,Seah Boon-Chieng and Shigeki Mitaku: "“SOSUI:Classification and Secondary Structure Prediction System for Membrane Proteins"" Bioinformatics. 1(in press). (1998)
• [Publications] Keiko Suzuki,Taiji Nakae and Shigeki Mitaku: "“Flocculation and Membrane Binding of Outer Membrane Protein F,Porin,at Acidic pH"" Japanese Journal of Applied Physics. 37,4(in press). (1998)
• [Publications] Akinori Etoh,Hiroyasu Itoh and Shigeki Mitaku: "“Light-Induced Denaturation of Bacteriorhodopsin Just above Melting Point of Two-Dimensional Crystal"" Journal of Physical Society of Japan. 66,4. 975-978 (1997)
• [Publications] Masayuki Masuko,Shinya Toyoda,Makiko Suwa,Shigeki Mitaku, Akira Shimazu and Hiroyuki Ohtani: "“Optimal Configuration of Pyrene Excimer Induced by the Excimerforming Two-Probe Nucleic Acid Hybridization Method"" Nucleic Acids Symposium Series. 37. 83-84 (1997)
• [Publications] 広川貴次、美宅成樹: "「生体高分子のつくる高次構造と機能」" 応用物理. 66,10. 1098-1101 (1997)
• [Publications] 美宅成樹,広川貴次: "「膜蛋白質の立体構造予測-膜蛋白質の判別と立体構造予測への展望」" 蛋白質 核酸 酵素. 42,17. 3020-3025 (1997)