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2010 Fiscal Year Annual Research Report

構造インタラクトームの計算・情報科学による研究

Research Project

Project/Area Number 20370061
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中村 春木  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (80134485)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木下 賢吾  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60332293)
Keywords生物物理 / 蛋白質の構造・機能予測 / 生体分子 / プロテオーム / 分子動力学 / バイオインフォマティクス / データベース / 蛋白質間相互作用
Research Abstract

(1) 蛋白質の相同相互作用データベースの確立:
これまでの解析結果を踏まえ、BioGrid、Intact、HPRDを統合して、HINTdbとHitPmdictを改良した。この新しい版では、遺伝子の共発現データベースの構築で得たノウハウを利用して、相互作用ネットワークの図も追加した。また、遺伝子の共発現データベースCOXPRESdbにもHINTdbのPPI情報を反映させ、新たに4つのモデル生物を加えて、全部で7つの生物種を扱えるようにした。
(2) 蛋白質間の複合体構造予測:
参照状態が異なる7つの経験的ポテンシャルを作成し、それらをSVR(support Vector Regression)で統合したメタポテンシャルの開発を行った。メタポテンシャルを作るに当たっては新しい規格化法を考案し、高い精度のポテンシャル関数を構築することができた。このポテンシャル関数とこれまで開発を行ってきたドッキングシミュレーション手法を合わせて、引き続き蛋白質複合体予測コンテストCAPRIに応用し、良好な結果を得ている。
(3) McMD法によるCoupled folding and binding解析法の開発:
昨年度までに実施した、天然変性蛋白質である転写因子CREBのpKIDドメインと神経特異的転写制御因子NRSFについてのMcMD計算結果がまとまり、どちらの系に対してもCoupled folding and bindingを観測することができた。結合過程の詳細な解析により、(1)あらかじめ結合状態と類似の構造がフリーの状態においても少量ではあるものの準備されており結合状態ではその構造の頻度が急増するというpopulation shiftと、(ii)結合の後に複合体という環境下でfoldingが起きるinduced foldingの、2つのメカニズムが双方とも存在する、という結論を得た。

  • Research Products

    (46 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (26 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Ab initio simulation of a 57-residue protein in explicit solvent reproduces the native conformation in the lowest free-energy cluster2011

    • Author(s)
      Jinzen Ikebe
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 20 Pages: 187-196

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HitPredict : a database of quality assessed protein-protein interactions in 9 species2011

    • Author(s)
      Ashwini Patil
    • Journal Title

      Nucl.Acids Res.

      Volume: 39 Pages: D744-D749

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multicanonical Molecular Dynamics Simulations Combined with MetaDynamics for the Free Energy Landscape of a Biomolecular System with High Energy Barriers2011

    • Author(s)
      Yasushige Yonezawa
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett.

      Volume: 501 Pages: 598-602

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple and effective application of the Wang-Landau method for multicanonical molecular dynamics simulation2011

    • Author(s)
      Hiromitsu Shimoyama
    • Journal Title

      J.Chem.Phys.

      Volume: 134 Pages: ID:024109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Degree of Pyramidality Governs the Height and Peak position of the Free-Energy-Barrier for the cis-trans Isomerization of N-Methylacetamide2011

    • Author(s)
      Yasushige Yonezawa
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett.

      Volume: 503 Pages: 139-144

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrinsic Electronic Structures of the Novel [4Fe-4S] Cluster Found in Dark-operative Protochlorophyllide Oxidoreductase (DPOR)2011

    • Author(s)
      Yu Takano
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett.

      Volume: 503 Pages: 296-300

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] COXPRESdb : a database to compare gene coexpression in seven model animals2011

    • Author(s)
      Takeshi Obayashi
    • Journal Title

      Nuc.Acids Res.

      Volume: 39 Pages: D1016-1022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SeSAW : balancing sequence and structural information in protein function mapping2010

    • Author(s)
      Daron M.Standley
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: 26 Pages: 1258-1259

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of the conformational equilibrium of reduced hen egg lysozyme by antibodies to the native form2010

    • Author(s)
      Masayuki Oda
    • Journal Title

      Arch.Biochem.Biophys.

      Volume: 494 Pages: 145-150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural properties of hubs in protein-protein interaction networks2010

    • Author(s)
      Ashwini Patil
    • Journal Title

      Int.J.Mol.Sci.

      Volume: 11 Pages: 1930-1943

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solvent flow patterns fluctuating largely around a protein and correlation with solvent density fluctuations : a molecular dynamics study2010

    • Author(s)
      Koji Umezawa
    • Journal Title

      J.Chem.Phys.

      Volume: 132 Pages: ID:155103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometric similarities of protein-protein interfaces at atomic resolution are only observed within homologous families : An exhaustive structural classification study2010

    • Author(s)
      Akira R.Kinjo
    • Journal Title

      J.Mol.Biol.

      Volume: 399 Pages: 526-540

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PiRaNhA : a server for the computational prediction of RNA-binding residues in protein2010

    • Author(s)
      Yoichi Murakami
    • Journal Title

      Nucl.Acids Res.

      Volume: 38 Pages: W412-W416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Domain distribution and intrinsic disorder in hubs in the human protein-protein interaction network2010

    • Author(s)
      Ashwini Patil
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 19 Pages: 1461-1468

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced free-energy calculation using multi-scale simulation2010

    • Author(s)
      Hiromitsu Shimoyama
    • Journal Title

      J.Chem.Phys.

      Volume: 133 Pages: ID:135101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of a Type 1 Blue Copper Site within a de Novo Coiled-coil Protein Scaffold2010

    • Author(s)
      Daigo Shiga
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 132 Pages: 18191-18198

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Absolute quality evaluation of protein model structures using statistical potentials with respet to the native and reference states2010

    • Author(s)
      Matsuyuki Shirota
    • Journal Title

      Proteins

      Volume: (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PDBj : Protein structural database and query system for protein functions2010

    • Author(s)
      Haruki Nakamura
    • Organizer
      International CD and Bioinformatics Conference
    • Place of Presentation
      Warwick University, UK(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-03
  • [Presentation] ProMode-Elastic : database of elastic-network-model based normal mode analysis2010

    • Author(s)
      Haruki Nakamura
    • Organizer
      International Conference on Bioinformatics (InCoB2010)
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] High-throughput and Low-resolution structure comparison of 3D electron microscopy data2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] Structural modeling for protein complexes using small angle x-ray scattering2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] Estimation of native-like state of protein structure using statistical potentials for protein structure prediction2010

    • Author(s)
      木下賢吾
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] Study on 4'-Phosphopantetheinyl Transfer Reactions to Acyl Carrier Protein : the Preliminary Processes of Human Fatty Acid Synthesis2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] Simple and easy application of Wang-Landau method to molecular dynamics simulations2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] Conformational transition in the CDRH3 region of the anti-dansyl monoclonal antibody by molecular dynamics simulations2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] Electronic structures of the novel [4F-4S] cluster in dark-operative protochlorophyllide oxidoreductase2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] Conservation of protein-ligand interactions : a data-mining of the PDB by using Gaussian mixture model2010

    • Author(s)
      木下賢吾
    • Organizer
      第48回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] 粗視化モデルによる脂肪酸合成酵素の構造変化シミュレーション2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] 補因子Fe_4S_4クラスターの酸化還元反応における電子構造の理論的研究2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] 低分解能3次元電子顕微鏡データのハイスループット構造比較2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] 自然免疫蛋白質の機能アノテーション2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] ヒトゲノム構造・機能アノテーションデータベースSAHGの構築2010

    • Author(s)
      木下賢吾
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] タンパク質-低分子化合物フラグメント間相互作用情報を利用した結合部位・結合構造の予測2010

    • Author(s)
      木下賢吾
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-17
  • [Presentation] 大量データと大規模計算機による蛋白質の構造・機能解析2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会 シンポジウム 「蛋白質研究法先進計測・解析技術の新展開」
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌(招待講演)
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] Domain distribution and intrinsic disorder in hubs in the human protein-protein interaction network2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] 単純並列化によるマルチカノニカル分子動力学法のサンプリング効率の向上2010

    • Author(s)
      肥後順一
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] QM/MM分子動力学シミュレーションによる脂肪酸合成に関わるアシルキャリアー蛋白質のホスフォパンテティン化酵素反応の研究2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] 光合成反応中心スペシャルペアの電子構造の蛋白質依存性2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] X線小角散乱を用いたタンパク質複合体の構造モデリングを目指して2010

    • Author(s)
      中村春木
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] 天然変性蛋白質pKIDのKIXドメインとの結合に共役したフォールディングのマルチカノニカル分子動力学計算による解析2010

    • Author(s)
      肥後順一
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] 蛋白質立体構造と複合体構造の評価関数の共通点と相違点2010

    • Author(s)
      木下賢吾
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター・札幌
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] Bioinformatics and Computational Approaches to Structural Features in Protein Interactions for in-silico Drug Development2010

    • Author(s)
      Haruki Nakamura
    • Organizer
      The 1st International Conference on Frontier4s of Regenerative Medicine and Biomedical Science
    • Place of Presentation
      Jinan University, Guangzhoue, China(招待講演)
    • Year and Date
      2010-05-14
  • [Presentation] Structural Bioinformatics : Databases and Analyses2010

    • Author(s)
      Haruki Nakamura
    • Organizer
      The 9th China-Japan-Korea Bioinformatics Training Course and Bioinformatics Symposium
    • Place of Presentation
      Shanghai Institutes for Biological Sciences Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China(招待講演)
    • Year and Date
      2010-04-21
  • [Remarks]

    • URL

      http://hintdb.hgc.jp/htp/

  • [Remarks]

    • URL

      http://hintdb/hgc.jp/hint/

  • [Remarks]

    • URL

      http://coxpresdb.jp

URL: 

Published: 2012-07-19  

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