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第一原理的大規模構造リファインメント ~超遠縁からのホモロジーモデリング~

研究課題

研究課題/領域番号 10J07855
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

澤田 賢吾  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード構造比較 / 構造アラインメント / アラインメント / タンパク質 / 構造配列アラインメント / ホモロジーモデリング / 置換行列 / 立体構造予測 / マルチプルアラインメント / CASP
研究概要

蛋白質の構造比較は蛋白質の進化的関係の類推、機能の予測、活性部位の同定、蛋白質の構造分類、構造予測など多くの場面で役立つ。上記のような理由から今まで多くの構造比較ツールが開発され、利用されてきた。しかし、決定版と言われるようなツールは未だ存在せず、構造アラインメントアルゴリズムの一つの目標である手動で作られたアラインメント(生物学的に妥当であると考えられているアラインメント)の再現を完全に行えるような構造アラインメントアルゴリズムは未だ存在しない。そこで今回私は手動で作られたアラインメントとよりよく一致するアラインメントを生成できる構造アラインメントアルゴリズムの開発を目標に本研究を行った。本研究で私はMICANという構造アラインメントアルゴリズムを改良することによって上記の目標の達成を目指した。MICANはもともと配列順序に捕われずアラインメントを生成するアルゴリズムであり、配列順序に捕われずアラインメントを生成するプログラムの中ではリファレンスと最もよく一致するアラインメントを生成するプログラムであることが知られている。今回我々はそれを改良しアラインメントを配列順序に従ったもののみに限定できるモードを実装した。さらに私は側鎖の向きを考慮する様な新しい構造類似度スコアを用いることで、対応付けられた残基ペアの側鎖の向きが一致しないアラインメントが出力するのを防いだ。以上の改良の効果を検証するためにベンチマークテストを行い既存ツールと比較した結果、MICANは手動で作られたアラインメントを最もよく再現できるアルゴリズムであることが明らかになった。そして以前のMICANの出力したアラインメントでは対応付けられた残基の側鎖の向きが揃っていなかった様な構造ペアに関しても、今回のMICANはそのズレを修正し、よりリファレンスに近いアラインメントを出力できることも明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] MICAN : a protein structure alignment algorithm that can handle Multiple-chains, Inverse alignments, Ca only models, Alternative alignments, and Non-sequential alignments2013

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Minami, Kengo Sawada and George Chikenji
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1186/1471-2105-14-24

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Common structural/sequence features of proteins that share non-sequential structural similarity2012

    • 著者名/発表者名
      澤田賢吾、南慎太朗、千見寺浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 配列順序に依存しない配列・構造アラインメントに向けて2012

    • 著者名/発表者名
      澤田賢吾、南慎太郎、千見寺浄慈
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 新規ギャップペナルティーを用いた超遠縁蛋白質間の構造-配列アラインメント2011

    • 著者名/発表者名
      澤田賢吾
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
    • 年月日
      2011-06-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポテンシャル面の変形によるマルチプルシークエンスアラインメント(MSA)評価スコアの最適化2011

    • 著者名/発表者名
      澤田賢吾
    • 学会等名
      生物物理学会中部支部会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 野依記念学術交流館
    • 年月日
      2011-03-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 多重配列アラインメントの整合性に基づいたスコアの最適化のための一般アンサンブルモンテカルロシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      澤田賢吾
    • 学会等名
      生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 物理化学的エネルギーを用いたモンテカルロシミュレーションによる配列-構造アラインメント2010

    • 著者名/発表者名
      澤田賢吾
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-06-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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