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2012 Fiscal Year Research-status Report

位置特異的スコアおよび機械学習を用いたGPI修飾タンパク質予測とデータベース構築

Research Project

Project/Area Number 24700298
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

池田 有理  明治大学, 理工学部, 講師 (30371082)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywordsタンパク質 / バイオインフォマティクス / 翻訳後修飾 / 機械学習 / ゲノムスキャン / データベース
Research Abstract

平成24年度は、GPI-AP予測法の確立を行った。
1) 研究代表者がこれまでに開発してきた位置特異的スコアマトリクス (PSSM) によるGPI-AP予測法に、サポートベクターマシンを適用した。予測精度を求めたところ、研究代表者の従来法であるニューラルネットワークによる方法の精度が上回っていることを明らかにした。ゲノム情報からより多くのGPI-AP候補を予測することが可能となる方法として、ニューラルネットワークによる方法を採用することとした。
2) タンパク質配列データベースであるUniProtKB/Swiss-Protの最新版から、生化学実験により新規にGPI-APと同定されたタンパク質のデータを得て客観試験データとし、GPI-AP予測法の客観的な精度を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成24年度の研究計画は以下の通りであったが、全て計画通りに遂行し、国内外学会発表ならびに論文報告を行うことができた。
---------------------
GPI-AP予測法の確立
1) 申請者が開発してきた位置特異的スコアマトリクス (PSSM) によるGPI-AP予測法に、サポートベクターマシンを適用する。予測精度を求め、申請者のニューラルネットワークによる従来法と比較検討することにより、ゲノム情報からより多くのGPI-AP候補を予測することが可能となる方法を明らかにする。
2) 公共データベースや文献調査から、生化学実験により新規にGPI-APと同定されたタンパク質のデータを得て試験データとし、申請者のGPI-AP予測法の客観的な精度を明らかにする。

Strategy for Future Research Activity

ゲノムデータから、新規GPI-AP候補予測・アノテーションを行う。
1) 150種以上のゲノムORFから新規のGPI-AP候補を予測する。難治疾患の分子機構解明の観点からはヒト・マウス・ウシ・ブタ・ニワトリ等を、植物生体防御反応に関してはシロイヌナズナ・イネ・コムギ・トマト等の生物種を優先し、新規GPI-AP候補を明らかにする。
2) 予測された新規GPI-AP候補遺伝子に、アミノ酸配列、遺伝子・cDNA配列、立体構造、機能、細胞内局在、選択的スプライシング、SNPs等のオミクス情報のアノテーションを行い、難治疾患や植物の生体防御反応に関連の深い遺伝子を明らかにする。蓄積された新規GPI-AP候補遺伝子のオミクス情報をデータベース化し、Web公開を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

ベルリンで行われる38th FEBS congress、サンクトペテルブルクで行われるISMB/ECCB 2013の旅費、鳥取開催の第13回蛋白質科学会年会および京都開催の第51回日本生物物理学会年会の旅費に充てるほか、研究補助のアルバイト雇用費に使用する予定である。

  • Research Products

    (22 results)

All 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Discrimination of mammalian GPI-anchored proteins by their hydropathy and amino acid propensities2013

    • Author(s)
      Y. Mukai, M. Ikeda, H. Tanaka, T. Konishi, O. Oura, T. Sasaki
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 77, 3 Pages: 526-533

  • [Journal Article] Correlation between Proline-Proline/hydroxy-Proline in collagen proteins and the moisture content of the stratum corneum after oral ingestion2013

    • Author(s)
      Y. Mukai, K. Machino, K. Etchuya, H. Tanaka, T. Sasaki
    • Journal Title

      International Journal on Applied Bioengineering

      Volume: 7, 1 Pages: 71-75

  • [Journal Article] Structural change and stability of solubilized bacteriorhodopsin2012

    • Author(s)
      Y. Mukai, T. Sasaki
    • Journal Title

      International Journal on Applied Bioengineering

      Volume: 6, 2 Pages: 59-65

  • [Journal Article] A computational identification method for GPI-anchored proteins by artificial neural network2012

    • Author(s)
      Y. Mukai, H. Tanaka, M. Yoshizawa, O. Oura, T. Sasaki, M. Ikeda
    • Journal Title

      Current Bioinformatics

      Volume: 7 Pages: 125-131

  • [Journal Article] Characteristics of halorhodopsin-bacterioruberin complex from Natronomonas pharaonis membrane in the solubilized system2012

    • Author(s)
      T. Sasaki, A.R. Nur Wahida, N. Kato, Y. Mukai
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 51 Pages: 2785-2794

    • DOI

      10.1021/bi201876p

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vertically oriented α-helical peptides in Langmuir-Blodgett films2012

    • Author(s)
      K. Togashi, T. Iizuka, S. Yanagiya, N. Kato, T. Sasaki, Y. Mukai
    • Journal Title

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      Volume: 110 Pages: 379-387

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2012.379

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] pH-dependent interaction between membrane and histidine- containing peptides2012

    • Author(s)
      N. Kato, T. Kawamata, T. Sasaki, Y. Mukai
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 41/10 Pages: 1193-1195

    • DOI

      10.1246/cl.2012.1193

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] GPI修飾要因の検討および修飾位置予測法の確立2013

    • Author(s)
      田中大貴,小西達也,佐々木貴規,池田(向井)有理
    • Organizer
      第2回日本生物物理学会関東支部会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130300
  • [Presentation] タンパク質の二次構造と糖鎖修飾の相関2013

    • Author(s)
      越中谷賢治,池田(向井)有理
    • Organizer
      第2回日本生物物理学会関東支部会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130300
  • [Presentation] Solvent accessibiliy and amino acid propensities around glycosylation sites depending on the kinds of oligosaccharides2013

    • Author(s)
      K. Etchuya, H. Tanaka, T. Terasaki, T. Sasaki, Y. Mukai
    • Organizer
      Pacific Symposium on Biocomputing 2013
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      20130100
  • [Presentation] Analysis and discrimination of subcellular localization based on amino acid sequences of membrane proteins2013

    • Author(s)
      R. Nambu, T. Sasaki, Y. Mukai
    • Organizer
      Pacific Symposium on Biocomputing 2013
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      20130100
  • [Presentation] 一次配列から見た糖転移酵素の選択性2012

    • Author(s)
      越中谷賢治,田中大貴,寺崎武夫,佐々木貴規,池田(向井)有理
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] アミノ酸の物理化学的・構造的特徴を用いたタンパク質のGPI修飾位置予測2012

    • Author(s)
      田中大貴,小西達也,佐々木貴規,池田(向井)有理
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] 人工シグナル配列を導入したGFPの細胞内局在性観察2012

    • Author(s)
      小西達也,高田浩武,高知尾尚志,佐々木貴規,加藤徳剛,寺崎武夫,池田(向井)有理
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] 膜タンパク質の疎水性領域に着目した細胞内局在性解析2012

    • Author(s)
      南部龍平,佐々木貴規,池田(向井)有理
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] Computational detection of organelle sorting signals in membrane localized proteins2012

    • Author(s)
      Y. Mukai, H. Tanaka, T. Konishi, H. Takata, N. Takachio, M. Ikeda, T. Sasaki
    • Organizer
      9th International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      20120919-20120921
    • Invited
  • [Presentation] Features of halorhodopsin-carotenoid complex from Natronomonas pharaonis membrane in the solubilized system2012

    • Author(s)
      A.R. Nur Wahida, Y. Mukai, T. Sasaki
    • Organizer
      22nd IUBMB & 37th FEBS Congress
    • Place of Presentation
      Sevilla, Spain
    • Year and Date
      20120904-20120909
  • [Presentation] A computational method for detecting GPI-anchored proteins and their GPI modification sites by neural networks2012

    • Author(s)
      H. Tanaka, T. Konishi, T. Sasaki, M. Ikeda, Y. Mukai
    • Organizer
      11th European Conference on Computational Biology
    • Place of Presentation
      Basel, Switzerland
    • Year and Date
      20120900
  • [Presentation] Subcellular localization and transport efficiency of protein sorting signal sequence2012

    • Author(s)
      T. Konishi, H. Takata, N. Takachio, T. Sasaki, N. Kato, T. Terasaki, Y. Mukai
    • Organizer
      22nd IUBMB & 37th FEBS Congress
    • Place of Presentation
      Sevilla, Spain
    • Year and Date
      20120900
  • [Presentation] Computational prediction of GPI modification sites in GPI-anchored proteins2012

    • Author(s)
      H. Tanaka, T. Sasaki, Y. Mukai
    • Organizer
      22nd IUBMB & 37th FEBS Congress
    • Place of Presentation
      Sevilla, Spain
    • Year and Date
      20120900
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリペプチド、遺伝子、発現ベクター、及びタンパク質を小胞体に輸送する方法、並びに、シグナルペプチドの設計方法2012

    • Inventor(s)
      小西達也, 高田浩武, 池田有理, 高知尾尚志, 佐々木貴規
    • Industrial Property Rights Holder
      小西達也, 高田浩武, 池田有理, 高知尾尚志, 佐々木貴規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-192318
    • Filing Date
      2012-09-02
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 位置特異的スコアの算出装置、算出方法及びプログラム、GPIアンカー修飾部位の特定装置、特定方法及びプログラム、並びにGPIアンカー修飾部位の判定装置、判定方法及びプログラム2012

    • Inventor(s)
      田中大貴, 池田有理, 佐々木貴規
    • Industrial Property Rights Holder
      田中大貴, 池田有理, 佐々木貴規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-189907
    • Filing Date
      2012-09-02

URL: 

Published: 2014-07-24  

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