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蛋白質分子表面の形状と物性の類似性検索による機能予測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15710150
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用ゲノム科学
研究機関東京大学 (2004-2005)
横浜市立大学 (2003)

研究代表者

木下 賢吾  東京大学, 医科学研究所, 助教授 (60332293)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードタンパク質 / 立体構造 / 分子表面 / リガンド結合部位 / タンパク質間相互作用 / 静電ポテンシャル / X線結晶構造解析 / 機能部位予測 / 立体構造・機能相関 / バイオインフォマティクス / 立体構造-機能相関
研究概要

今年度は高分子リガンド(タンパク質)を主な対象とした機能予測法の開発を行ってきた。この目的のためにまず、蛋白質相互作用面データベースの構築が必要であるが、X線結晶解析による複合体構造では、生理条件下の構造をとらえたものと、クリスタルパッキングによるアーティファクトが混在している。これらの特徴を捉え、自動的に生物学的に重要な相互作用面を同定する手法を開発するために、最初に生物学的な相互作用によって形成されている重複のない374ホモ相互作用面を、SCOPデータベースを用いて同定した。その後、特徴を抽出するために、これらの相互作用面を形成する2蛋白質間の回転対称に従って、ダイマー型、サイクリックオリゴマー型、巻き付き型の3タイプに分類した。さらにダイマー型に関しては、対称軸に対する相互作用面の広がり方向から、並行型、垂直型、均等型に分類を行った。そして、5タイプの型ごとに相互作用面における物性(静電ポテンシャル、疎水性度)と形状の相補性に関して解析を行ったところ、構造的分類と相互作用の特徴との間に、「並行型ダイマーは、疎水性相互作用が強く、一方、垂直型ダイマーは静電的相互作用が優先的である」及び「巻き付き型では疎水性相互作用と形状の相補性が強い」という傾向を見出すことができた。現在細かい点の詰めと論文としてまとめる準備をしている。
また、ここで得られた相補性の解析手法を利用して、生物学的に意味のある面と結晶学的な面を区別する手法を開発し、ウェブサーバとして公開を開始した。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] Identification of the ligand binding sites on the molecular surface of proteins2005

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, K., Nakamura, H.
    • 雑誌名

      Protein Sci. 14

      ページ: 711-718

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] PreDs : a server for predicting dsDNA-binding site on protein molecular surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya, Y., Kinoshita, K, Nakamura, H.
    • 雑誌名

      Bioinformatics 21

      ページ: 1721-1723

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] P-cats : prediction of catalytic residues in proteins from their tertiary structures2005

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, K., Ota, M.
    • 雑誌名

      Bioinformatics 21

      ページ: 3570-3571

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] PreDs : a server for predicting dsDNA-binding site on protein molecular surfaces.2005

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Y, Kinoshita K, Nakamura H
    • 雑誌名

      Bioinformatics (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of the ligand binding sites on the molecular surface of proteins2005

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita K, Nakamura H
    • 雑誌名

      Protein Science 14

      ページ: 711-718

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure-based prediction of DNA-binding sites on proteins using the empirical preference of electrostatic potential and the shape of molecular surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Y, Kinoshita K, Nakamura H
    • 雑誌名

      Proteins : Struct.Funct.Bioinformatics 55

      ページ: 885-894

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Solution structure of the RWD domain of the mouse GCN2 protein2004

    • 著者名/発表者名
      Nameki N, et al.
    • 雑誌名

      Protein Science 13

      ページ: 2089-2100

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] タンパク質の表面物性の類似性にもとづく機能予測2004

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 雑誌名

      生物物理 44

      ページ: 150-154

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Ryotaro Koike, Kengo Kinoshita, Akinori Kidera: "Probabilistic description of protein alignments for sequences and structures"Proteins : Struct.Funct.Genetics. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kengo Kinoshita, Haruki Nakamura: "eF-site and PDBjViewer : Database and viewer for protein functional sites."Bioinformatics. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Keiko Matsuda, Takaaki Nishioka, Kengo Kinoshita, Takeshi Kawabata, Nobuhiro Go: "Finding evolutionary relations beyond superfamilies : Fold-based superfamilies."Protein Science. 12. 2239-2251 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kengo, Kinoshita, Haruki Nakamura: "Identification of protein biochemical functions by similarity search using the molecular surface database, eF-site."Protein Science. 12. 1589-1595 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Noriko Handa, Takaho Terada, Yuki Kamewari, Hiroaki Hamana, Jeremy R.H.Tame, Sam-tong Park, Kengo Kinoshita, Motonori Ota, Haruki Nakamura, Seiki Kuramitsu, Mikako Shirouzu, Shigeyuki Yokoyama: "Crystal structure of the conserved protein TT1542 from Thermus thermophilus HB8."Protein Science. 12. 1621-1632 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kengo Kinoshita, Haruki Nakamura: "Protein informatics towards function identification."Curr.Opin.Struct.Biol.. 13. 396-400 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Motonori Ota, Kengo Kinoshita, Ken Nishikawa.: "Prediction of catalytic residues in enzymes based on known tertiary structure, stability profile, and sequence conservation."J Mol Biol. 327. 1053-1064 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ryotaro Koike, Kengo Kinoshita, Akinori Kidera: "Ring and zipper formation is the key to understanding the structural variety in all-beta proteins"FEBS Lett.. 533. 9-13 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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