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タンパク質ヘテロ複合体の構造変化を大規模自動解析する

研究課題

研究課題/領域番号 18H03331
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

太田 元規  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (40290895)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード立体構造 / 構造変化 / 構造機能相関 / 構造比較 / バイオインフォマティクス / タンパク質・核酸の構造・動態・機能
研究成果の概要

タンパク質のヘテロ複合体の多くは過渡的で,生理活性を高度に制御調節する.タンパク質の構造変化と機能発現は密接に関係しているので,ヘテロ複合体の構造変化には,特有の機能発現機構を解く鍵がある.本研究ではPDBに格納された立体構造から確からしい生状態のヘテロ複合体を網羅的に抽出した.次にヘテロダイマーを対象に複合体同士の立体構造比較を行い,構造変化を系統的に解析して運動を分類した.この時,申請者らが開発した,複合体の構造比較法:SCPCと,立体構造変化の同定・記述法:Motion Treeを利用した.ヘテロダイマーではホモダイマーと比べ,インターフェースで発生する運動が稀なことを発見した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質は複合体構造をとって働くものが多い.またタンパク質の働きには構造変化が関与する.以上のことから複合体の構造変化研究は生命の成り立ちや疾病への対処を考える際に必須である.構造決定されたタンパク質の立体構造はPDBに登録されているが,そこから生状態の構造を選択することは難しい.本研究ではまず,膨大なPDBデータから尤もらしい生状態構造を取得する方法を確立した.次にヘテロダイマーに対象を絞り,構造変化を大規模に解析し,インターフェースを利用した運動が少ないことを発見した.生理活性の調節に関与するヘテロマーの運動について知見が得られたことは,その機能発現メカニズム解明の端緒となる.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Current status of structure-based drug repurposing against COVID-19 by targeting SARS-CoV-2 proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Hijikata Atsushi、Shionyu Clara、Nakae Setsu、Shionyu Masafumi、Ota Motonori、Kanaya Shigehiko、Shirai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 18 号: 0 ページ: 226-240

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v18.025

    • NAID

      130008106407

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluating cepharanthine analogues as natural drugs against SARS‐CoV‐22021

    • 著者名/発表者名
      Hijikata Atsushi、Shionyu‐Mitsuyama Clara、Nakae Setsu、Shionyu Masafumi、Ota Motonori、Kanaya Shigehiko、Hirokawa Takatsugu、Nakajima Shogo、Watashi Koichi、Shirai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 12 号: 1 ページ: 285-294

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13337

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of human V-1 in the apo form2021

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Takeda, Ryotaro Koike, Takayuki Nagae, Ikuko Fujiwara, Akihiro Narita, Yuichiro Maeda, Motonori Ota
    • 雑誌名

      Acta Crystallogr F Struct Biol Commun

      巻: 77 号: 1 ページ: 13-21

    • DOI

      10.1107/s2053230x20016829

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Knowledge‐based structural models of SARS‐CoV‐2 proteins and their complexes with potential drugs2020

    • 著者名/発表者名
      Hijikata Atsushi、Shionyu‐Mitsuyama Clara、Nakae Setsu、Shionyu Masafumi、Ota Motonori、Kanaya Shigehiko、Shirai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 594 号: 12 ページ: 1960-1973

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13806

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protein kinases phosphorylate long disordered regions in intrinsically disordered proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Ryotaro、Amano Mutsuki、Kaibuchi Kozo、Ota Motonori
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 29 号: 2 ページ: 564-571

    • DOI

      10.1002/pro.3789

    • 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
  • [雑誌論文] All Atom Motion Tree detects side chain-related motions and their coupling with domain motion in proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Ryotaro、Ota Motonori
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 16 号: 0 ページ: 280-286

    • DOI

      10.2142/biophysico.16.0_280

    • NAID

      130007752770

    • ISSN
      2189-4779
    • 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
  • [雑誌論文] 天然変性タンパク質:既知のこと,未知のこと2019

    • 著者名/発表者名
      太田元規,福地佐斗志
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 37 ページ: 3077-3082

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Using 1HN amide temperature coefficients to define intrinsically disordered regions: An alternative NMR method2018

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Hiroki、Matsuo Naoki、Tenno Takeshi、Goda Natsuko、Shigemitsu Yoshiki、Ota Motonori、Hiroaki Hidekazu
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 27 号: 10 ページ: 1821-1830

    • DOI

      10.1002/pro.3485

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [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 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Directed Protein-Protein Interaction Network Representing Intracellular Signaling Pathways2021

    • 著者名/発表者名
      Wenruo Cao, Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Structural characterization of homologous hetero-oligomers2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Ito, Clara Shionyu, Yasunobu Sugimoto, Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between Length of Intrinsically Disordered Regions and Protein Function2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Tanimoto, Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異なる機能状態にあるアクチンの構造ゆらぎとその相関関係2021

    • 著者名/発表者名
      小池亮太郎,森次圭,太田元規
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Elastic network model analysis shows distinct flexibilities of capping protein bound to CARMIL or twinfilin2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Structural flexibility of actin in molecular dynamics simulation2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein kinases phosphorylate long intrinsically disordered regions of substrate proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Mutsuki Amano, Kozo Kaibuchi, Motonori Ota
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Small structural pattern common in chaperonin GroE substrate proteins2021

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, T. Niwa, E. Uemura, R. Koike, H. Taguchi, M. Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 天然変性タンパク質データベース:IDEAL (@2021)2021

    • 著者名/発表者名
      太田元規,嘉戸裕美子,坂本盛宇,細田和男,鹿間周子,大安裕美,高木大輔,安保勲人,山口敦子,畠中秀樹,小池亮太郎,廣明秀一,福地佐斗志
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 液滴形成の生命情報解析2021

    • 著者名/発表者名
      太田元規,福地佐斗志
    • 学会等名
      相分離メガネをかけて生命現象を見てみよう(トランスフォーマティブ化学生命融合大学院プログラム)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] データベースアノテーションに基づく液滴の分析2020

    • 著者名/発表者名
      岩塚光輝,太田元規,福地佐斗志,安保勲人
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 液滴を作るタンパク質に見られる天然変性タンパク質2020

    • 著者名/発表者名
      太田元規,福地佐斗志
    • 学会等名
      CBI学会2020年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質データベース:IDEAL2020

    • 著者名/発表者名
      太田元規,嘉戸裕美子,坂本盛宇,細田和男,山口敦子,畠中秀樹,小池亮太郎,廣明秀一,福地佐斗志
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsically disordered proteins (IDPs) included in droplets2020

    • 著者名/発表者名
      Motonori Ota, Satoshi Fukuchi
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural flexibility of actin studied by molecular dynamics simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 全原子Motion Treeとドメイン運動に伴う側鎖の運動2019

    • 著者名/発表者名
      小池亮太郎,太田元規
    • 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] タンパク質ータンパク質間相互作用の有向ネットワークが示す細胞内情報伝達2019

    • 著者名/発表者名
      葉山雄揮,小池亮太郎,太田元規
    • 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] Full-atom Motion Tree detects side-chain motions and their coupling with domain motions2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural flexibility of actin monomer in molecular dynamics simulation2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      11th Toyota Riken International Workshop, Actin Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天然変性タンパク質データベース:IDEAL2019

    • 著者名/発表者名
      太田元規.嘉戸裕美子,坂本盛宇,細田和男,山口敦子,畠中秀樹,小池亮太郎,廣明秀一,福地佐斗志
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural pattern that would be recognized by GroE2019

    • 著者名/発表者名
      Motonori Ota
    • 学会等名
      Patterns in protein sequence and structure (reloaded)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A database of intrincially disordered proteins: IDEAL2019

    • 著者名/発表者名
      Motonori Ota
    • 学会等名
      Elixir IDP user community meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] π-π相互作用と相分離現象2019

    • 著者名/発表者名
      葉山雄揮,太田元規
    • 学会等名
      第2回LLPS研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 液滴を作るタンパク質に見られる天然変性タンパク質2019

    • 著者名/発表者名
      太田元規.福地佐斗志
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研セミナー(第3回LLPS研究会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Description of structural changes by Motion Tree2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Kei Moritsugu, Motonori Ota
    • 学会等名
      63rd Annual Meeting of the Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リン酸化部位を含む天然変性領域2018

    • 著者名/発表者名
      小池亮太郎,天野睦紀,貝淵弘三,太田元規
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リン酸化によって誘起されるイベントのRDF記述フォーマット2018

    • 著者名/発表者名
      嘉戸裕美子,細田和男,坂本盛宇,小池亮太郎,福地佐斗志,太田元規
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 類縁タンパク質立体構造中の二次構造スワップの解析2018

    • 著者名/発表者名
      柴田哲郎,南慎太朗,小池亮太郎,太田元規
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A database of intrinsically disordered protein: IDEAL (and its application to Protean segments)2018

    • 著者名/発表者名
      Motonori Ota
    • 学会等名
      17th European Conference on Computational Biology Pre-meeting "Intrinsically disordered proteins: advances and state-of-the-art of the field"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Property of intrinsically disordered "hub" proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Motonori Ota
    • 学会等名
      4th Symposium on non-globular proteins
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質データベース:IDEAL2018

    • 著者名/発表者名
      太田元規,嘉戸裕美子,坂本盛宇,細田和男,小池亮太郎,廣明秀一,福地佐斗志
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 天然変性タンパク質の機能部位:理解の変容と進展(月刊細胞710号)2021

    • 著者名/発表者名
      福地佐斗志,太田元規
    • 総ページ数
      78
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ドロプレット形成のデータベースと予測(相分離生物学の全貌 白木賢太郎編)2020

    • 著者名/発表者名
      太田元規,福地佐斗志
    • 総ページ数
      402
    • 出版者
      東京化学同人
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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