2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12208009
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Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
西川 建 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 教授 (10093288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 薫 (深海 薫) 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 助手 (20225494)
輪湖 博 早稲田大学, 社会学部, 教授 (60158607)
梅山 秀明 北里大学, 薬学部, 教授 (20050619)
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| Keywords | ゲノム情報解析 / タンパク質 / 立体構造予測 / 機能予測 / モデリング / データベース構築 / ホモロジー検索 / タンパク質分類 |
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| Research Abstract |
ゲノム上の全ORFを対象に、タンパク質の立体構造予測を中心として、既存の配列データ解析ツール(FASTA、BLAST、PFAM、膜貫通ヘリックス予測など)を動員した自動解析を行い、これまでに20種以上の生物種について自動解析を終了した。得られた全ての解析データは、GTOPデータベース(http://spock.genes.nig.ac.jp/〜genome/gtop.html)としてWWW上で公開している。自動解析の結果、立体構造/機能が新規に予測されるORFの割合は、予想以上に多い(バクテリアでは全ORFの4〜5割)ことがわかった。立体構造が予測されるタンパク質については、全原子モデルを構築し、モデル構造に基づいて機能推定を行なう。全原子モデルの構築については、タンパク質立体構造モデリングソフトであるFAMSを開発・改良し、北里大学内に開設したwebページ(http://physchem.pharm.kitasato-u.ac.jp/)において、モデリングのサービスを開始した。さらに、同ソフトの優秀さを証明するために、国際コンテストであるCASP4,CAFASP2に参加した。局所構造の同定については、これまでのタンパク質の立体構造をDelaunay四面体で分割し分類する方法を発展させ、四面体の集合体を考えた。すなわち、対応する四面体それぞれが同じコードをもつより大きな局所構造モチーフを見出すためのアルゴリズムを新たに考え、解析プログラムの開発を行った。分子進化的な観点からの解析は、ペリプラズム結合タンパク質(PLBP)を対象に行なった。PLBPの系統樹と立体構造の比較結果をもとに、二次構造のトポロジーが異なる3つのタイプがどのように出現したか、また、LacI、PurRといったPLBPと相同な構造を持つリプレッサーがPLBPからどのように進化したかを解析した。
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[Publications] T.Kawabata: "Structural/functional assignment of unknown bacteriophage T4 proteins by iterative database searches."GENE. 259. 223-233 (2000)
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[Publications] T.Kawabata: "Protein tertiary structure comparison using the Markov transition model of evolution."Proteins. 41. 108-122 (2000)
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[Publications] H.Nakashima: "The genomic DNA sequences of various species are distinctively distributed in nucleotide compostion space"Res.Comm.In Biochem.,Cell & Mol.Biol.. 4. 25-45 (2000)
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[Publications] Y.Isogai: "Redesign of artificial globins : effects of residue replacements at hydrophobic sites on the structural properties"Biochemistry. 39. 5683-5690 (2000)
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[Publications] K.Ogata: "An automatic homology modeling method consisting of database searches and simulated annealing"Journal of Molecular Graphics and Modelling. 18. 258-272 (2000)
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[Publications] H.Kikuchi: "Significance of a two-domain structure in subunits of phycobiliproteins revealed by the normal mode analysis"Biophys.J.. 79. 1587-1600 (2000)
