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既知フォールドの再配線による新規フォールド予測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K07315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

千見寺 浄慈  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10420366)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードタンパク質 / 立体構造予測 / 立体構造 / 疎水性相互作用 / トポロジー / 平行βシート / βシート / 生物物理
研究成果の概要

タンパク質のアミノ酸配列とその天然構造の関係を理解することは、遺伝暗号解読問題として興味深いばかりでなく、医学的な応用という観点でも重要である。本研究では新規フォールドを持つタンパク質に対しても立体構造予測が可能な手法の一つである既知構造の再配線という手法に着目した。再配線を行う際に最も重要なことは、物理的に許される再配線と許されないものを見分けることであるが、これまではこれを見分ける基準がなかった。本研究で、局所構造のルールのフラストレーションがこの基準になる事がわかった。この結果は立体構造予測ばかりでなく、合理的デザインにおける目標構造をする際にも役に立つ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質の天然構造をそのアミノ酸配列のみから予測したり(立体構造予測)、逆に望みの立体構造を持つアミノ酸配列を予測すること(デザイン)は、遺伝暗号解読問題として興味深いばかりでなく、医学的な応用という観点でも重要である。立体構造予測とデザインの両方を行う際に、どのような構造がタンパク質の天然構造になりうるのかを把握しておくことは問題を解く上で本質的に重要である。本研究では立体構造予測の研究を通して、これまで知られていなかった天然構造の条件の一つを明らかにする事が出来た。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (35件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] A prospective compound screening contest identified broader inhibitors for Sirtuin 12019

    • 著者名/発表者名
      Chiba Shuntaro et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 19585-19585

    • DOI

      10.1038/s41598-019-55069-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] MICAN-SQ: A sequential protein structure alignment program that is applicable to monomers and all types of oligomers2018

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

      Bioinformatics

      巻: 34 号: 19 ページ: 3324-3331

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/bty369

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rules for connectivity of secondary structure elements in protein: two-layer αβ sandwiches2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Minami, George Chikenji, and Motonori Ota
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 26 号: 11 ページ: 2257-2267

    • DOI

      10.1002/pro.3285

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An iterative compound screening contest method for identifying target protein inhibitors using the tyrosine-protein kinase Yes2017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Chiba, 他30名 (George Chikenji は16番目の著者)
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-017-10275-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cooperativity and modularity in protein folding2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai, George Chikenji, Tomoki P Terada
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 13 ページ: 281-293

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of consensus region of multiple-ligand templates in a virtual screening method2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Okuno, Koya Kato, Shintaro Minami, Tomoki P Terada, Masaki Sasai, George Chikenji
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 13 ページ: 49-156

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ラマチャンドランプロットの再分類による未知のタンパク質構造の探索2020

    • 著者名/発表者名
      村田裕斗, 千見寺浄慈
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 経験ベイズ推定による格子タンパク質模型のデザイン2020

    • 著者名/発表者名
      高橋智栄, 千見寺浄慈, 時田恵一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 物理的にデザイン可能なタンパク質フォールドの条件:立体構造データベース解析による知識抽出2019

    • 著者名/発表者名
      千見寺 浄慈
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 立体構造データベース中でのψループモチーフの出現頻度の偏りの物理的要因2019

    • 著者名/発表者名
      福田 孝貴、 千見寺 浄慈
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いたタンパク質主鎖構造における2 面角の再分類2019

    • 著者名/発表者名
      村田 裕斗、 千見寺 浄慈
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェレドキシン構造とそのリバース構造のタンパク質デザイナビリティの決定因子2019

    • 著者名/発表者名
      中島 恵、 千見寺 浄慈
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between loop geometry and register shift in parallel beta-sheet proteins2019

    • 著者名/発表者名
      R. Ueda, G. Chikenji
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reclassification of dihedral angles in protein backbone structures using machine learning2019

    • 著者名/発表者名
      H. Murata, G. Chikenji
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetry of psi-loop motifs2019

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, G. Chikenji
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of novel alpha-beta protein folds by de novo design2019

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, R. Koga, G. Chikenji, T. Sugiki, N. Kobayashi
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 立体構造データベース中でのψループモチーフの出現頻度の偏りの起源2018

    • 著者名/発表者名
      福田孝貴, 千見寺浄慈
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] βシートタンパク質のデノボデザインにおける主鎖構造設計図の選択基準2018

    • 著者名/発表者名
      今川駿, 古賀信康, 千見寺浄慈
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] β-α-βモチーフにおけるレジスタシフトの非対称性2018

    • 著者名/発表者名
      千見寺浄慈, 南慎太朗, 古賀信康
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] X線結晶構造解析から得られたタンパク質立体構造データの網羅的情報解析による知識抽出2018

    • 著者名/発表者名
      千見寺浄慈
    • 学会等名
      第10回放射光学会若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Diversification of P-loop protein structure simulated by imposing the functional requirement as a selection pressure2018

    • 著者名/発表者名
      犬飼耕平, 笹井理生, 千見寺浄慈
    • 学会等名
      第56回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A skewed distribution of psi-loop motifs in the protein structure database2018

    • 著者名/発表者名
      福田孝貴, 千見寺浄慈
    • 学会等名
      第56回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Criteria for evaluating designability of pure parallel beta sheet structures2018

    • 著者名/発表者名
      今川駿, 古賀信康, 千見寺浄慈
    • 学会等名
      第56回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] デザインしやすいタンパク質立体構造の条件2018

    • 著者名/発表者名
      千見寺浄慈
    • 学会等名
      学際計算物理学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] デザイン可能なタンパク質構造の条件2018

    • 著者名/発表者名
      千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本計算数理工学会 第34回 計算数理工学フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] What are the structural features of superfolds? a case study of beta-sheet proteins2017

    • 著者名/発表者名
      千見寺 浄慈、今川駿、南慎太朗
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Revisiting a classical threading method with novel scoring function of sequence-structure compatibility2017

    • 著者名/発表者名
      共田恭輔、増山陽汰、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然に存在しないフォールドを持つタンパク質の合理的デザイン2017

    • 著者名/発表者名
      南慎太朗、古賀理恵、千見寺 浄慈、古賀信康
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Some factors that make a structure of ba beta-sheet protein more designable2017

    • 著者名/発表者名
      今川駿、古賀信康、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Combining a docking software with a ligand-based virtual screening method, VS-APPLE2017

    • 著者名/発表者名
      小林大祐、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] βシートタンパク質のデノボデザインでデザインしやすいβストランドの配置とはどんなものだろうか?2017

    • 著者名/発表者名
      今川駿、古賀信康、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規フォールドタンパク質の合理デザインに向けて2017

    • 著者名/発表者名
      南慎太朗、千見寺 浄慈、古賀信康
    • 学会等名
      蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] スーパーフォールドの決定因子:平行βシートタンパク質を例にして2017

    • 著者名/発表者名
      千見寺 浄慈、南慎太朗
    • 学会等名
      蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] New rules of protein structures2016

    • 著者名/発表者名
      西山 俊介、南 慎太朗、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A new threading method based on the physical characteristics of sequence-structure compatibility2016

    • 著者名/発表者名
      共田 恭輔 、 増山 陽太、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of protein complexes structures towards rational design of inhibitors of Protein-protein interactions (PPIs)2016

    • 著者名/発表者名
      小林 大祐、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 二次構造順序の変化によって起こる蛋白質フォールドの多様化2016

    • 著者名/発表者名
      南 慎太朗、千見寺 浄慈、太田 元規
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 立体構造予測において疎水効果を評価するための新しい指標: 仮想原子の周りのコンタクト数2016

    • 著者名/発表者名
      増山 陽太、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質構造を利用したバーチャルスクリーニングとその周辺2016

    • 著者名/発表者名
      千見寺 浄慈
    • 学会等名
      第5回生命医薬情報学連合大会
    • 発表場所
      東京国際交流館プラザ平成(東京都港区)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New rules for beta sheet topology of protein structures2016

    • 著者名/発表者名
      西山 俊介、南 慎太朗、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      第5回生命医薬情報学連合大会
    • 発表場所
      東京国際交流館プラザ平成(東京都港区)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質立体構造におけるレア構造2016

    • 著者名/発表者名
      西山 俊介、南 慎太朗、千見寺 浄慈
    • 学会等名
      蛋白質科学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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