2004 Fiscal Year Annual Research Report
ホモロジーモデリングによるゲノム規模の蛋白質構造データベースの構築と機能推定
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15013251
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
梅山 秀明 北里大学, 薬学部, 教授 (20050619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩舘 満雄 北里大学, 薬学部, 講師 (10327447)
西川 健 国立遺伝学研究所, 生命情報・DDBJ研究センター, 教授 (10093288)
深海 薫 理化学研究所, バイオリソースセンター・情報技術室, 室長 (20225494)
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| Keywords | ゲノム / タンパク質 / 立体構造 / ホモロジーモデリング / コンピュータ解析 / アライメント / FAMS、FAMSBASE / GTOP |
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| Research Abstract |
現在、各種生物ゲノムの遺伝子情報は、ウイルス・微生物からヒトに至るまで、その完全長塩基配列が次々と決定・蓄積されつつある。遺伝子は医薬儂薬の宝庫であり、既に米国のベンチャー企業からの特許出願数は枚挙に暇がないが、これらの遺伝子情報を最終的に創薬やバイオ産業の発展に結びつける為には、遺伝子産物(タンパク質)の立体構造情報とそれによる機能推定が必要であることは明らかである。一方、それらの膨大な塩基配列に対するタンパク質の立体構造を実験的に決定する為には、多大な時間と労力が必要であり、迅速かつ高精度に、タンパク質の全原子モデルを構築する、いわゆる立体構造予測の技術開発は不可欠であろう。そこで、我々は各種生物ゲノムにコードされた全タンパク質を対象に、アミノ酸配列ホモロジー検索および配列アライメントツールである各種BLAST及びFASTA等を用いて、(1)類縁タンパク質となり得る候補を複数抽出し、コンピュータ解析によって有力候補を選別する。これは、上記ツールが通常出力する数百件の鋳型候補中、必ずしもホモロジー第1順位が対象タンパク質の生物機能と一致しないケースがあるという問題点を解消することを意味している。次に、それらの類縁タンパク質に対するアライメント結果を(2)二次構造や疎水性相互作用等を考慮して修正する。これにより医薬品開発等で特に重要な活性部位のより精密な構築を目指す。(3)改良アライメントを当研究室にて開発した蛋白質自動モデリングシステムFAMS(Full Automatic Modeling System)へ入力し、立体構造モデルを構築する。(4)さらにこれら一連の過程を全て自動化する。(5)算出データについてのデータベース化を行う。
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