2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K12220
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| Research Institution | Maebashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
福地 佐斗志 前橋工科大学, 工学部, 教授 (70360336)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 天然変性タンパク質 / リン酸化 / キナーゼ / 配列解析 / モチーフ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質リン酸化データベースPhosphoSite Plus よりすべてのリン酸化部位データを入手した。入手したリン酸化サイトはキナーゼと紐付けされており、データの概要を掴むためデータの統計を取った。キナーゼ数、キナーゼ毎の基質数、キナーゼ毎のリン酸化サイト数などを把握するとともに、アミノ酸配列のデータセットを整備した。同時に、対応するUniprotデータベースエントリも取得できるようにした。リン酸化の多くは天然変性領域で起きるため，天然変性領域を知るために，これらの基質タンパク質に天然変性領域予測を行なった．予測プログラムは本研究室で開発したNeProcを用いた．基質配列の天然変性領域が認識されるキナーゼ毎に特徴があるのかどうかを把握したい．そこで，アミノ酸配列に関する最も簡単な特徴量として，アミノ酸組成で比較を行なった．リン酸化サイト情報の多いキナーゼ、CK2A1, ERK2, PKACA, PKCAのリン酸化基質を解析した。アミノ酸ごとの組成に加え、連続する二つのアミノ酸の組成、二残基組成も分析した。比較法として以下のような方法の自動化を行なった．特定のキナーゼにリン酸化される基質の特徴量を求め，他の基質との距離を求めることで，基質間の距離行列が得る．この距離行列を用いれば，クラスタリング解析を行うことができる．もし，同一キナーゼにリン酸化される基質がクラスタリングされれば，距離行列を作成した特徴量が，その基質がキナーゼに認識される際の特徴を表していると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度はphosphoSitePlusからデータを入手し，データの概要を掴むことに重点を置いた．今年度は具体的に解析に着手した．当初，手探りで解析を行なっていたため，解析に必要なプログラムを作成，そのプログラムを手動で実行し結果の吟味を行なっていた．年度の後半になり，概ね解析の方向性が定まってきたこともあり，これらの作業を自動で行うパイプラインを構築した．このパイプラインでは，解析に利用する距離行列も，特徴量の種類によらない仕様となっているため，特徴量の良し悪しの吟味が可能である．今後，このパイプラインを用いれば効率的に解析が可能であり，研究は順調に進んでいると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度開発したパイプラインを用い，今後はキナーゼ毎に基質がクラスタリングされる特徴量を探してゆく．現状，アミノ酸組成，二残基では基質がキナーゼ毎にはクラスタリングされていないが、電荷、側鎖の大きさ、疎水性指標、などの様々なアミノ酸の物理化学的性質を特徴量として比較を行う。幸いこれらの物理化学的性質はAA indexというデータベースに収録されているので、これらの量を用いることができる。本研究室で開発した，天然変性領域予測プログラムNeProcはIDR予測のみならず、IDR中のタンパク質と結合する領域(protean segment; ProS)の予測も行うことができる。リン酸化現象はIDRとキナーゼの結合と捉えることができ、今後、NeProcのProS予測も比較の情報として活用してゆく。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響で旅費の支出がなかったため．次年度，旅費などに充てる計画だが，次年度も出張などが制限される場合は，その他の支出に充てる．
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