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2010 Fiscal Year Annual Research Report

アミノ酸配列からタンパク質溶解度を計算する高精度計算システムの開発

Research Project

Project/Area Number 21300110
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

黒田 裕  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10312240)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤 博幸  (独)産業技術総合研究所, 生命情報工学研究センター, 副研究センター長 (70192656)
Keywords熱力学 / 蛋白質凝集 / 会合自由エネルギー / 溶解度測定 / 回帰解析 / 溶解度向上タグ / SEPタグ
Research Abstract

ペプチドやタンパク質の溶解性は、その構成アミノ酸の親水性・疎水性で決まるというのが定説であるが、本来このモデルは、分子の溶解性を計算するための理論ではない。本計画では、ペプチドの正しい溶解性を計算するための手法として、まず全20種類のアミノ酸の「会合自由エネルギー」(ΔGAggr)を実験的に測定する。次に、会合自由エネルギーの加算性を仮定し、任意のアミノ酸配列からなるペプチド・タンパク質の溶解性を計算する。各アミノ酸の会合自由エネルギーは、「基準ペプチド」にそのアミノ酸を特定の個数付加した際の溶解性変化から決定する。
平成22年度では、Arg、Ile、Lys、SerとAspの5種類のアミノ酸を付加した基準ペプチドを大量発現し、高純度に精製し、それぞれのアミノ酸付加による溶解性変化を測定し、会合自由エネルギーを求めた。平成23年度には、さらに5、6種類のアミノ酸の会合エネルギーを求め、バイオインフォマティクス的手法も駆使して、溶解性計算システムを完成させる。

  • Research Products

    (26 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (16 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] DROP : an SVM domain linker predictor trained with optimal features selected by random forest2011

    • Author(s)
      Ebina T, Toh H, Kuroda Y
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: 27(4) Pages: 487-494

    • DOI

      DOI:10.1093/bioinformatics/btq700

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] VCIP135 deubiquitinase and its binding protein, WAC, in p97 ATPase-mediated membrane fusion2011

    • Author(s)
      Totsukawa G, Kaneko Y, Uchiyama K, Toh H, Kondo H.
    • Journal Title

      EMBO J

      Volume: 30(17) Pages: 3581-3593

    • DOI

      10.1038/emboj.2011.260

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prediction of protein motions from amino acid sequence and its application to protein-protein interaction2010

    • Author(s)
      Shuichi Hirose, Kiyonobu Yokota, Yutaka Kuroda, Hiroshi Wako, Shigeru Endo, Satoru Kanai, Tamotsu Noguchi
    • Journal Title

      BMC Structural Biology

      Volume: 10 Pages: 20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biophysical characterization of highly active recombinant Gaussia luciferase expressed in Escherichia coli2010

    • Author(s)
      Rathnayaka Tharangani, Tawa Minako, Sohya Shihori, Yohda Masafumi, Kuroda Yutaka
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta

      Volume: 1804(9) Pages: 1902-1907

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mathematical Model for Empirically Optimizing Large Scale Production of Soluble Protein Domains2010

    • Author(s)
      Eisuke Chikayama, Atsushi Kurodani, Takanori Tanaka, Takashi Yabuki, Satoshi Miyazaki, Shigeyuki Yokoyama, Yutaka Kuroda
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 11 Pages: 113

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ジュネーブ・Swiss-Protグループの紹介2010

    • Author(s)
      黒田裕, Lieberherr Damien
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 50(5) Pages: 252-253

  • [Journal Article] Relative von Neumann entropy for evaluating amino acidconservation2010

    • Author(s)
      Johansson, F., Toh, H
    • Journal Title

      Journal of Bioinformatics and Computational Biology

      Volume: 8(5) Pages: 809-823

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A comparative study of conservation and variation scores2010

    • Author(s)
      Johansson, F., Toh, H
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 11 Pages: 388

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Application of 3D-profile to Comparative Studies of Profiles2010

    • Author(s)
      Oda, H., Ota, M., Sato, T., Toh, H.
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場(兵庫県)
    • Year and Date
      20101207-20101210
  • [Presentation] Stabilization of BPTI-[5,55] through decrease of local backbone fluctuations and development of hetero-microseeding for crystallizing low-stability proteins2010

    • Author(s)
      Yutaka Kuroda, Mohamed M Islam, Kei Kobayashi
    • Organizer
      揺らぎが機能を決める生命分子の科学第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      滋賀県立県民交流センターピアザ淡海(滋賀県)
    • Year and Date
      2010-11-30
  • [Presentation] タンパク質間相互作用解析のバイオインフォマティクス2010

    • Author(s)
      藤博幸
    • Organizer
      平成22年度情報処理学会東北支部研究講演会(第356回講演会)
    • Place of Presentation
      弘前大学理工学部(青森県)
    • Year and Date
      2010-11-12
  • [Presentation] Thermally Stabilized Green Fluorescent Protein : Experimental and Theoretical Analyses2010

    • Author(s)
      秋山沙織、末永敦、小林貴幸、上岡哲矢、泰地真弘人、黒田裕
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] 1及び2残基置換によって熱安定化したBPTI変異体の実験的解析2010

    • Author(s)
      小林慶、イスラム モニル モハマド、野口恵一、城所俊一、養王田正文、黒田裕
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] Analysis of Three-Residue Fragment's Conformational Space2010

    • Author(s)
      木村俊太、蝦名鉄平、町田恵久海、黒田裕
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] Biophysical Characterization of highly active recombinant Gaussia luciferase expressed in Escherichia coli2010

    • Author(s)
      Tharangani Rathnayaka, Minako Tawa, Shihori Sohya, Masafumi Yohda, Yutaka Kuroda
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] 短いペプチドの新しい溶解度測定法の開発2010

    • Author(s)
      島田広海、モハマド モニル イスラム、モンスル アラム カーン、辻良太郎、黒田裕
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] Purification of Recombinant Protein using Cell Wall Breakage by co-Expression of VanX2010

    • Author(s)
      上岡哲矢、惣谷志保里、黒田裕
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] ドメインリンカーの構造と配列が構造ドメイン形成に及ぼす影響2010

    • Author(s)
      蝦名鉄平、岩崎駿、黒田裕
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] Analysis of Three-Residue Fragment's Conformational Space2010

    • Author(s)
      Shunta Kimura, Teippei Ebina, Yutaka Kuroda
    • Organizer
      Computational Biology Research Center Workshop 2010
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所(東京都)
    • Year and Date
      2010-07-28
  • [Presentation] 1及び2残基をG,A及びVに置換したBPTI変異体の主鎖構造の局所的な「揺らぎ」と熱安定性2010

    • Author(s)
      黒田裕
    • Organizer
      揺らぎが機能を決める生命分子の科学:平成22年度合同班会議
    • Place of Presentation
      加賀観光ホテル(石川県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-06-27
  • [Presentation] Effect of Short Peptide Tags On Protein Solubility, Function, Structure Studied in the context of BPTI2010

    • Author(s)
      Mohammad Monirul Islam, Keiichi Noguchi, Masafumi Yohda, Yutaka Kuroda
    • 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(北海道)
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] 天然変性タンパク質の相互作用の網羅的解析2010

    • Author(s)
      清水佳奈、藤博幸
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会ワークショップ蛋白質間相互作用の計算・情報科学
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] Effect of short tags on protein solubility, function and structure2010

    • Author(s)
      Mohammad Monirul Islam, Keiichi Noguchi, Masafumi Yohda, Yutaka Kuroda
    • Organizer
      The Role of Biochemists in Health and Environment, Graduate Biochemists Association
    • Place of Presentation
      University of Dhaka (Dhaka, Bangladesh)
    • Year and Date
      2010-05-21
  • [Presentation] タンパク質のバイオインフォマティクス-機能構造と分子進化-2010

    • Author(s)
      藤博幸
    • Organizer
      第20回感染研シンポジウムゲノム情報と感染症研究
    • Place of Presentation
      国立感染症研究所(東京都)
    • Year and Date
      2010-05-21
  • [Book] 邦訳:「物理化学で用いられる量・単位・記号要約版2010

    • Author(s)
      朽津耕三、黒田裕、志田忠正
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      日本化学会グリーンブック要約版・訳書作成委員会
  • [Remarks] The first prize for the poster (Best poster賞)受賞Islam Monirul Islam, Keiichi Noguchi, Masafumi Yohda, Kuroda Yutaka, "Effect of short peptide tags on protein solubility, function, and structure" Symposium on the Role of Biochemists in Health and Environment, Dhaka, Bangladesh, May 21, 2010

URL: 

Published: 2013-06-26  

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