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2015 Fiscal Year Annual Research Report

生体分子構造データのグラフによる統一の試み

Research Project

Project/Area Number 25280109
Research InstitutionNagahama Institute of Bio-Science and Technology

Principal Investigator

白井 剛  長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (00262890)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 真柳 浩太  九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (50418571)
大山 拓次  山梨大学, 総合研究部, 准教授 (60423133)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords生体生命情報学 / 分子機械 / 高分子構造・物性 / アルゴリズム / 生体超分子構造
Outline of Annual Research Achievements

1) 代謝-構造相関のグラフデータベース化:進化系統樹(木グラフ)のグラフ比較法の開発に着手し、グラフの比較アルゴリズムと表示ツールを作成した。この方法は、異なる遺伝子やタンパク質について作成された系統樹を重ね合わせるものであり、遺伝子重複や遺伝子配列解明数の爆発的増加により極めて複雑になった系統樹から直系群を抽出するために用いることができる。これらのグラフアプリケーションを組み合わせることで、多様な階層の情報をグラフにより統一的に解析する当初の目的のための基盤が整った。
2) 複合体モデル-実験データのグラフによる比較:予想された複合体モデルと実験データの整合性を電子顕微鏡単粒子解析などの低分解能の密度マップと分子モデルを比較する事を目的として、グラフマッチによる複合体構造と密度マップの比較法の開発を継続した。特にエッジ(分子間配置)の定義について、価数(結合数)を基準とした粗視化相対配置の効果を検討した。さらに超分子複合体構造を低分子リガンド等を含めてグラフにより比較・分類する方法を開発し、構造の解明されたタンパク質について分類を行った。
3) 実験的検証:実験的検証として複合体構造解析を行った。EndoMS(NucSから新たに解明された機能に基づき改名。この論文はNAR Breakthrough Articleに選定された)-PCNA-DNA複合体について電子顕微鏡解析により計算機モデリングの結果を支持するデータが得られ、論文を投稿中である。EndoMSについては本年度、PCRを利用した遺伝子診断に応用するため九州大学、タカラバイオと共同で特許をPCT出願した。さらに、FEN-Lig-PCNA-DNA複合体の電子顕微鏡解析が終了し、現在論文を作成中である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Identification of a mismatch-specific endonuclease in hyperthermophilic Archaea.2016

    • Author(s)
      Ishino S, Oda S, Uemori T, Sagara T, Takatsu N, Yamagami T, Shirai T, Ishino Y
    • Journal Title

      Nucleic Acid Res.

      Volume: 44 Pages: 2977-2986

    • DOI

      10.1093/nar/gkw153

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Novel AVPR2 mutation causing partial nephrogenic diabetes insipidus in a Japanese family.2016

    • Author(s)
      Yamashita S, Hata A, Usui T, Oda H, Hijikata A, Shirai T, Kaneko N, Hata D
    • Journal Title

      J. Pediatr. Endocrinol. Metab.

      Volume: Epub Pages: Epub

    • DOI

      10.1515/jpem-2015-0323

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Deciphering Supramolecular Structures with Protein-Protein Interaction Network Modeling.2015

    • Author(s)
      Tsuji T, Yoda T, Shirai T
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 5 Pages: 16341

    • DOI

      10.1038/srep16341

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The influence of PRNP polymorphisms on human prion disease susceptibility: an update.2015

    • Author(s)
      Kobayashi A, Teruya K, Matsuura Y, Shirai T, Nakamura Y, Yamada M, Mizusawa H, Mohri S, Kitamoto T
    • Journal Title

      Acta Neuropathol.

      Volume: 130 Pages: 159-170

    • DOI

      10.1007/s00401-015-1447-7

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 超分子モデリングによる創薬支援2015

    • Author(s)
      土方敦司、辻  敏之、白井 剛
    • Journal Title

      SAR News

      Volume: 28 Pages: 1-7

  • [Presentation] Development of a protein-protein docking method based on matching of vector-presented amino acid residues2015

    • Author(s)
      Hijikata A, Shionyu M, Shirai T
    • Organizer
      生命医薬情報学連合大会
    • Place of Presentation
      京都府宇治市
    • Year and Date
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [Presentation] タンパク質超分子モデリングによる疾患関連変異の解析2015

    • Author(s)
      辻 敏之, 依田隆夫, 白井 剛
    • Organizer
      生命医薬情報学連合大会2015年大会
    • Place of Presentation
      京都府宇治市
    • Year and Date
      2015-10-29 – 2015-10-31
    • Invited
  • [Presentation] Analyzing disease-related amino acid variants with protein supramolecule modeling2015

    • Author(s)
      辻 敏之, 依田隆夫, 白井 剛
    • Organizer
      生命医薬情報学連合大会2015年大会
    • Place of Presentation
      京都府宇治市
    • Year and Date
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [Presentation] A statistical amino acid pair potential to re-rank protein-protein docking poses predicted by a vector match algorithm2015

    • Author(s)
      Hijikata A, Shionyu M, Shirai T
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      石川県金沢市
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] Structure prediction and analyses of endonuclease NucS from Thermococcus kodakaraensis2015

    • Author(s)
      Nakae S, Hijikata A, Tsuji T, Yonezawa K, Kouyama K, Mayanagi K, Ishino S, Ishino Y, Shirai T
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      石川県金沢市
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] Relationship between protein-protein interaction interface predicted by complex modeling and disease-related amino acid variants2015

    • Author(s)
      辻 敏之, 依田隆夫, 白井 剛
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      石川県金沢市
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] マルチドメインタンパク質の構造予測サーバの構築2015

    • Author(s)
      塩生真史, 土方敦司, 白井 剛
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      徳島県徳島市
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-26
  • [Presentation] Development of method for protein-protein interaction modeling using IntAct database2015

    • Author(s)
      辻 敏之, 依田隆夫, 白井 剛
    • Organizer
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      徳島県徳島市
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-26
    • Invited
  • [Presentation] タンパク質相互作用データベースを利用した超分子モデリング法の開発2015

    • Author(s)
      辻 敏之, 依田隆夫, 白井 剛
    • Organizer
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      徳島県徳島市
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-26
  • [Book] バイオインフォマティクス入門2015

    • Author(s)
      日本バイオインフォマティクス学会編
    • Total Pages
      173
    • Publisher
      慶應義塾大学出版会
  • [Remarks] 土方特任講師が生命医薬情報学連合2015年大会 ポスター賞を受賞

    • URL

      http://www.nagahama-i-bio.ac.jp/research/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 耐熱性ミスマッチエンドヌクレアーゼの利用方法2015

    • Inventor(s)
      上森隆司, 石野良純, 2名, 白井 剛
    • Industrial Property Rights Holder
      上森隆司, 石野良純, 2名, 白井 剛
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2015/075603
    • Filing Date
      2015-09-09
    • Overseas

URL: 

Published: 2017-01-06  

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