2014 Fiscal Year Research-status Report
糖の種類を考慮したタンパク質の糖鎖修飾予測法の開発およびデータベース構築
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26330332
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
池田 有理 明治大学, 理工学部, 准教授 (30371082)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオインフォマティクス / タンパク質 / 翻訳後修飾 / 糖鎖 / データベース / PSSM / 二次構造 / 立体構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[平成26年度の研究実績概要: PSSMおよび3D-PSSMを用いた糖鎖予測法の拡張および二次構造特徴抽出]
1) PSSMを用いた糖鎖修飾予測法の確立： 我々が開発してきたO結合型キシロース修飾予測法と同様に、O結合型アセチルグルコサミン、O結合型アセチルガラクトサミン、O結合型フコースに関しても糖鎖修飾残基付近のアミノ酸出現傾向からPSSMを作成し、予測精度を求めた。当該内容に関しては、国内外学会発表および論文発表を行った。
2) 3D-PSSMを用いた糖鎖修飾予測法の拡張： 糖種ごとに糖鎖修飾を受けている原子から一定の距離内に存在するアミノ酸の出現傾向を求めた。糖種特異的に、特定の芳香族残基の出現傾向が高くなっていることを明らかにした。当該内容に関しては、論文投稿準備中である。また、国際学会 (2015年7月のFEBS congress) のポスター発表のために要旨を投稿したところ、審査により口頭発表に採択された。
3) 二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良: 糖種ごとに糖鎖修飾残基付近の二次構造を抽出し、糖鎖修飾と二次構造の相関を調べた。特に、同一タンパク質の同一残基位置に糖鎖修飾を受けたエントリと受けていないエントリの二次構造を比較した。当該内容に関しては、国内外学会発表および論文発表を行った。
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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
平成26年度の当初の実施計画で挙げた内容には『当初の計画以上に進呈している』項目と、『やや遅れている』項目とがある。したがって、全体としては『おおむね順調に進展している』ものとした。
『当初の計画以上に進展している』項目としては、平成27年度で行う予定であった二次構造情報の抽出に成功し、糖鎖修飾と二次構造の相関を明らかにすることができたという点である。
『やや遅れている』項目としては、3D-PSSMの作成と予測法への適用が未完であるという点だ。しかし、糖種特異的に、特定の芳香族残基の出現傾向が高くなっていることが明らかにできたので、高精度予測のための最重要パラメータの一つと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度：二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良および客観的評価
1) 二次構造情報を用いた糖鎖修飾予測法の改良: PSSMおよび3D-PSSMを用いた予測法について、二次構造スコアを要素に加えて改良する。
2) 実験的確証が得られた試験データによる予測法の客観的精度評価： 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糖鎖修飾が同定されたタンパク質のデータを収集し、評価試験のための差分データとする。差分データを用いて申請者の改良法、従来法の予測精度を客観的に評価し、比較検討を行う。
平成28年度：新規糖鎖修飾位置予測およびアノテーション付加
1) ゲノムORFからの新規糖鎖修飾位置予測： 従来法で成功している大規模ゲノムスキャンの自動化および高速化を、改良法に適用する。次に、UniProtKB/Swiss-Prot、UniProtKB/TrEMBL、Ensemblデータベースに格納されているゲノムORFを生物種ごとに分類し、新規糖鎖修飾位置を予測する。最終的に150種以上の生物種ORFからの予測を目標とするが、ヒト難治性疾患の分子機構解明に向けて取り組むため、ヒト・マウス・ウシ・ブタ等の哺乳類データの解析を優先する。
2) 新規糖鎖修飾位置のオミクス情報のアノテーション付加およびデータベース構築： 新規糖鎖修飾位置をもつタンパク質に、UniProtKBの記載内容およびリンク先からのアミノ酸配列、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検索と付加を行い、難治性疾患に関連の深い糖タンパク質や、タンパク質の機能活性を高める糖鎖修飾位置を明らかにする。立体構造はProtein Data Bank、難治性疾患はOMIM、HGMDを参照する。蓄積された新規糖タンパク質のオミクス情報をデータベース化し、Web公開を行う。
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