情報科学的アプローチによるタンパク質間のソフトな相互作用の解析法及び予測法の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16048212
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤 博幸 京都大学, 化学研究所, 研究員(科学技術振興)(常勤形態) (70192656)
• Keywords: positive-inside rule / aquaporinn / CIC chloride ion channel / evolutionary trace / 肺サーファクタント / GPCR / 分子系統樹 / 立体構造

Research Abstract

[1]evolutionary trace法の新たな定量化手法の開発と既存定量化手法との比較:aquaporinとCIC chloride ion channelは、いずれも膜タンパク質で、N末ドメインC末ドメインがタンデムに重複しているが、二つのドメインの膜に対する配向は逆転している。二つのドメインのマルチプル・アラインメントを構築し、各サイトの差異を定量的に評価し、統計的に有意に大きな差異を有するサイトを選択し、二つのドメインで異なる選択圧が作用しているサイトを検出する方法を開発した。その結果、選択されたサイトはチャンネル部分に統計的に有意に集中していることが明らかとなった。また、開発手法を修飾すると、positive-inside ruleに関連する残基も検出できた。
[2]肺サーファクタントタンパク質Cの分子進化的解析:肺サーファクタント蛋白質Cはサーファクタントの表面活性作用をいる。今回、肺サーファクタント蛋白質Cの進化的起源に関して、分子系統解析を行った。
[3]Class A GPCR複合体のインターフェイス予測法の開発:GPCRは複合体を形成することが知られているが、その会合様式はGPCRによって異なっている。そこで、立体構造既知のロドプシンをメンバーとして含むClass A GPCRについて、そのインターフェイスを予測する方法を開発した。まず、注目するサブファミリーについてのアラインメントを構築し、保存残基を同定する。次に、ロドプシンの立体構造の構成残基を、主成分分析を利用して2次元空間に射影した。射影残基中、GPCRの表面を構成する残基のみに注目し、2次元空間中で保存残基が有意に集中する領域を検出するという形でインターフェイスを予測する方法を開発した。本手法は、高い予測精度を示した。

Research Products

• [Journal Article] Prediction of interfaces for oligomerizations of G-protein coupled receptors (2005)
  • Author(s): Nemoto, W., Toh, H.
  • Journal Title: PROTEINS : Structure, Function, and Bioinformatics 58 Pages: 644-660
• [Journal Article] How does a topological inversion change the evolutionary constraints on membrane proteins? (2004)
  • Author(s): Ichihara, H., Daiyasu, H, Toh, H
  • Journal Title: Protein Eng Des Sel. 17 Pages: 235-244
• [Journal Article] Molecular phylogenetic analysis of pulmonary surfactant protein C and the relatives (2004)
  • Author(s): Toh, H., Osaka, K., Takei, T.
  • Journal Title: J.Jpn.Med.Soc.Biol.Interface 35 Pages: 24-31
• [Journal Article] Identification of cryptochrome DASH from vertebrates (2004)
  • Author(s): Daiyasu, H., Ishikawa, T., Kuma, K., Iwai, S., Todo, T., Toh, H.
  • Journal Title: Genes to Cells 9 Pages: 479-495
• [Journal Article] Detecting Local Structural Similarity in Proteins by Maximizing the Number of Equivalent Residues (2004)
  • Author(s): Stamdley, D., Toh, H., Nakamura, H.
  • Journal Title: PROTEINS : Structure, Function, and Bioinformatics 57 Pages: 381-391
• [Journal Article] ASIAN : a web site for network inference (2004)
  • Author(s): Aburatani S, Goto K, Saito S, Fumoto M, Imaizumi A, uagaya N, Murakami H, Sato M, Toh H, Horimoto K.
  • Journal Title: Bioinformatics 20 Pages: 2853-2856
• [Book] タンパク質機能解析のためのバイオインフォマティクス (2004)
  • Author(s): 藤 博幸
  • Total Pages: 196
  • Publisher: 講談社