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高精度のドッキング機能を有するタンパク質間相互作用予測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17017014
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

清水 謙多郎  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

研究分担者 中村 周吾  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (90272442)
寺田 透  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特任助教授 (40359641)
研究期間 (年度) 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2005年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワード生体生命情報学 / 蛋白質 / プロテオーム / 分子間相互作用 / 構造予測
研究概要

精度の高いタンパク質間相互作用部位予測と、ドッキングによる複合体構造予測の開発を行った。タンパク質間相互作用部位を予測については、SVMを用いた予測手法の開発を行い、とくに、学習パラメータ(コストパラメータとガウスカーネルのパラメータの2つ)を、クロスバリデーション法を利用し、AUCが最大になるよう最適化を行った。また、情報理論を用いたフィルタリングを新たに開発し、false positive予測を低減した。さらに、ウィンドウサイズと予測精度の関係を解析し、7残基のウィンドウが多くのタンパク質で最も良い精度を実現することを明らかにした。以上の工夫により、ニューラルネットワークを用いて行ったOfranらの結果より、高い予測精度を実現した。ドッキングによる複合体構造予測については、球面調和関数を用いて新規に設計した正規直交基底関数での級数展開による高速内積計算を使ったアルゴリズムを開発した。本手法のスコア関数の枠組みは非常に柔軟で、分子形状の相補性や各種ペアポテンシャル、静電相互作用などを表現することが可能である。また、本手法では、スカラー場を上記正規直交基底関数で展開することにより、スコア関数の計算に必要な内積計算を高速に行うとともに、配座空間の探索に必要な座標変換操作も高速に行えることを示した。本研究では、展開係数によるスカラー場の表現能力が、中心からの距離rの増加に従って大幅に劣化するという、従来の球面調和関数を基底関数とする方式の問題点を解決するため、rによる減衰のない、修正Legendre多項式を組み合わせた基底関数を用いた。現在、すでにいつかの複合体のデモリングを行い、例えば、1AKZ(223残基)と1UGI_A(84残基)のunbound dockingでは、従来のFTDockの手法と同程度の精度の複合体モデリングを約400倍の速度で実行することができている。

報告書

(1件)
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Identificatio of GPI-(like)-anchored Proteins by using SVM2006

    • 著者名/発表者名
      曹 巍
    • 雑誌名

      Symposium of Data Ming and Computations in Statistics

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A fast protein-protein docking algorithm using series expansion in terms of spherical basis functions2005

    • 著者名/発表者名
      角越 和也
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Conference on Genome Informatics (GIW 2005) 16,2

      ページ: 161-173

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure, epitope mapping, and docking simulation of a gibberellin mimic peptide as a peptidyl mimotope for a hydrophobic ligand2005

    • 著者名/発表者名
      村田 達也
    • 雑誌名

      FEBS Journal 272

      ページ: 4938-4948

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure of the terminal oxygenase component of angular dioxygenase, carbazole 1,9a-dioxygenase2005

    • 著者名/発表者名
      野尻 秀昭
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 351

      ページ: 355-370

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the terminal cumene dioxygenase component of Pseudomonas fluorescens IP012005

    • 著者名/発表者名
      X.Dong
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 187

      ページ: 2483-2490

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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