タンパク質・糖鎖相互作用予測システムおよびデータベースの開発

• 研究課題/領域番号: 23300109
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 清水 謙多郎 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80178970)
• 研究分担者: 寺田 透 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 准教授 (40359641) ; 角越 和也 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 助教 (90431832)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
• キーワード: タンパク質 / 糖鎖 / 相互作用予測 / データベース / バイオインフォマティクス / 糖 / 相互作用 / 予測機能

研究成果の概要

本研究では、タンパク質-糖鎖の相互作用に関して、糖鎖結合タンパク質予測（与えられたタンパク質が糖鎖と結合するかどうかを予測）、タンパク質-糖鎖結合部位予測（与えられたタンパク質が糖鎖と結合する残基、構造が得られている場合は空間上の位置を予測）、結合糖鎖予測（与えられたタンパク質に結合する糖鎖を予測）、タンパク質-糖鎖ドッキング予測、タンパク質-糖鎖相互作用解析、糖修飾部位予測（タンパク質が糖鎖修飾を受ける部位を予測）の各手法を実現し、統合的に利用できるようにするとともに、タンパ質-糖鎖の相互作用
に関して、配列、構造、機能に関するさまざまな情報を登録した総合的なデータベースを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Overdominance effect of the bovine ghrelin receptor (GHSR1a)-DelR242 locus on growth in Japanese Shorthorn weaner bulls: Heterozygote advantage in bull selection and molecular mechanisms. (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Komatsu, Yoichi Sato, Tatsuki Negami, Tohru Terada, Osamu Sasaki, Jumpei Yasuda, Aisaku Arakawa, Chikara Yoshida, Hideaki Takahashi, Aduli E.O. Malau-Aduli, Keiichi Suzuki and Kentaro Shimizu
  • 雑誌名: G3: Genes, Genomes, Genetics 巻: Volume 5 号: 2 ページ: 271-279
  • DOI: 10.1534/g3.114.016105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulations of Protein-Ligand Binding (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Negami, Kentaro Shimizu, Tohru Terada
  • 雑誌名: Journal of Computational Chemistry 巻: Volume 35 号: 25 ページ: 1835-1845
  • DOI: 10.1002/jcc.23693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural Basis of the Divergent Oxygenation Reactions Catalyzed by the Rieske Nonheme Iron Oxygenase Carbazole 1,9a-Dioxygenase (2014)
  • 著者名/発表者名: Kengo Inoue, Yusuke Usami, Yuji Ashikawa, Haruko Noguchi, Takashi Umeda, Aiko Yamagami-Ashikawa, Tadafumi Horisaki, Hiromasa Uchimura, Tohru Terada, Shugo Nakamura, Kentaro Shimizu, Hiroshi Habe, Hisakazu Yamane, Zui Fujimoto and Hideaki Nojiri
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: Volume 80 号: 9 ページ: 2821-2832
  • DOI: 10.1128/aem.04000-13
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 生命科学の複数LODの統合による目的別タンパク質分子間相互作用Linked Open Dataの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 込山 悠介, 番野 雅城, 鑓水 優行, 加藤 文彦, 大向 一輝, 武田 英明, 清水 謙多郎
  • 雑誌名: 人工知能学会論文誌 巻: 29 号: 4 ページ: 356-363
  • DOI: 10.1527/tjsai.29.356
  • NAID: 130004927341
  • ISSN: 1346-0714, 1346-8030
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Engineering the allosteric properties of archaeal non-phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Ito, Masayuki Miyake, Shinya Fushinobu, Shugo Nakamura, Kentaro Shimizu, Takayoshi Wakagi
  • 雑誌名: BBA - Proteins and Proteomics 巻: Volume 1844 号: 4 ページ: 759-766
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.01.017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TCC: an R package for comparing tag count data with robust normalization strategies. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sun, J., Nishiyama, T., Shimizu, K., and Kadota, K.
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 14 号: 1 ページ: 219-219
  • DOI: 10.1186/1471-2105-14-219
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selective binding of antimicrobial porphyrins to the hame-receptor IsdH-NEAT3 of Staphylococcus aureus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nhuan Vu
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 22 号: 7 ページ: 942-953
  • DOI: 10.1002/pro.2276
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heme binding mechanism of structurally similar iron-regulated surface determinant near transporter domains of Staphylococcus aureus exhibiting different affinities for heme. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Moriwaki
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 号: 49 ページ: 8866-8877
  • DOI: 10.1021/bi4008325
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A new method for evaluating the specificity of indirect readout in protein-DNA recognition (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yamasaki
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: Vol. 40 号: 20 ページ: e135-e135
  • DOI: 10.1093/nar/gkp718
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new entropy model for RNA: part III, Is the folding free energy landscape of RNA funnel shaped? (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Dawson
  • 雑誌名: Journal of Nucleic Acids Investigation 巻: Vol. 3, No. 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new entropy model for RNA: part II, Persistence-related entropic contributions to RNA secondary structure free energy calculation. (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Dawson
  • 雑誌名: Journal of Nucleic Acids Investigation 巻: Vol. 3, No. 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] A normalization strategy for comparing tag count data (2012)
  • 著者名/発表者名: Kadota K., Nishiyama T., Shimizu K.
  • 雑誌名: Algorithms Mol. Biol. 巻: 7 号: 1 ページ: 5-5
  • DOI: 10.1186/1748-7188-7-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small-angle X-ray scattering constraints and local geometry like secondary structures can construtct a coarse-grained protein model at amino acid residue resolution. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Morimoto
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: Volume 431 号: 1 ページ: 6569-6569
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.12.091
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new entropy model for RNA : partIII, Is the folding free energy landscape of RNA funnel shaped? (2012)
  • 著者名/発表者名: W.Dawson
  • 雑誌名: Journal of Nucleic Acids Investigation
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new entropy model for RNA : partII, Persistence-related entropic contributions to RNA secondary structure free energy calculation (2012)
  • 著者名/発表者名: W.Dawson
  • 雑誌名: Journal of Nucleic Acids Investigation
  • 査読あり
• [雑誌論文] BUDDY-system : A web site for constructing a dataset of protein pairs between ligand-bound and unbound states (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Morita, T. Terada, S. Nakamura, K. Shimizu
  • 雑誌名: BMC Res. Notes 巻: 4 号: 1 ページ: 143-143
  • DOI: 10.1186/1756-0500-4-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of N-myristoylation modification of proteins by SVM (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Cao
  • 雑誌名: Bioinformation ページ: 204-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein-protein docking using multi-layered spherical basis functions (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Sumikoshi
  • 雑誌名: Proceeding of the 2011 Internatinaol Conference on Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics ページ: 342-347
  • 査読あり
• [学会発表] The factors determining protein-ligand binding processes revealed by comparative coarse-grained simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Negami, Tohru Terada, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Structural insight into the heme-transfer mechanism between Isd proteins in Staphylococcus aureus (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Moriwaki, Tohru Terada, Jose M. M. Caaveiro, Kouhei Tsumoto, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Effect of basis selection in reconstructing NMR spectra using compressed sensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Sumikoshi, Teppei Ikeya, Yutaka Ito, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] 位置特異的スコアリングマトリックスとサポートベクターマシーンを用いた脂質結合タンパク予測手法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植木快、番野雅城、中村周吾、清水謙多郞
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜産貿ホールマリネリア（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2014-06-27
• [学会発表] タンパク質の複合体構造・相互作用に関する総合的な予測・解析/Prediction and analysis of protein complex structures and protein interactions (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水謙多郞、寺田透
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] HEME-TRANSFER MECHANISM OF STRUCTURALLY SIMILAR ISD NEAT DOMAINS OF STAPHYLOCOCCUS AUREUS EXHIBITING DIFFERENT AFFINITIES FOR HEME. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Moriwaki, Tohru Terada, Jose M. M. Caaveiro, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi, Kouhei Tsumoto, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: Biophysical Society, 58th Annual Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（アメリカ）
  • 年月日: 2014-02-19
• [学会発表] PROTEIN-LIGAND BINDING SIMULATIONWITHTHE MARTINI COARSE-GRAINED FORCE FIELD. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Negami, Tohru Terada, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: Biophysical Society, 58th Annual Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（アメリカ）
  • 年月日: 2014-02-18
• [学会発表] 蛋白質立体構造および相互作用の予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水 謙多郎
  • 学会等名: 第４回神経科学と構造生物学の融合研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2013-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] 代謝型グルタミン酸受容体の活性化過程の動的モデルの構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨士原 海太、根上 樹、寺田 透、清水 謙多郎
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第51回年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のIsd-NEATドメイン間におけるヘム輸送についての考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Moriwaki, Tohru Terada, Jose M. M. Caaveiro, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi, Kouhei Tsumoto, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第51回年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] Sequence derived predictor of lipid-binding proteins with support vector machine (2013)
  • 著者名/発表者名: 植木 快、込山 悠介、番野 雅城、中村 周吾、清水 謙多郎
  • 学会等名: 日本バイオインフォマティクス学会 2013年年会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] UTProt: Database Integration and Tool Development for Interactomics Utilizing Biosemantics (2013)
  • 著者名/発表者名: 込山 悠介、番野 雅城、Gul Saad、遣水 優行、植木 快、清水 謙多郎
  • 学会等名: 日本バイオインフォマティクス学会 2013年年会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Development of system that predict sugar binding protein and sugar binding site based on protein sequence using support vector machine. (2013)
  • 著者名/発表者名: 番野 雅城、込山 悠介、中村 周吾、清水 謙多郎
  • 学会等名: 日本バイオインフォマティクス学会 2013年年会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] 圧縮センシングを用いたＮＭＲスペクトルの復元法 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Sumikoshi, Teppei Ikeya, Yutaka Ito, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第51回年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] MARTINI粗視化力場を用いたタンパク質-リガンド結合過程の比較シュミレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 根上 樹、寺田 透、清水 謙多郎
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第51回年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のヘム輸送蛋白質群Isd system におけるその構造類似性とヘムの不可逆輸送に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Moriwaki, Tohru Terada, Jose M. M. Caaveiro, Yousuke Takaoka, Itaru Hamachi, Kouhei Tsumoto, Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館（鳥取県鳥取市）
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] サポートベクターマシンを用いた糖鎖結合部位予測手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 番野 雅城
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Prediction of the types of carbohydrate-binding proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: 葛 臻翼
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] アミノ酸保存度と相互作用エネルギーを組み合わせたタンパク質―リガンド結合部位予測手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 辻川 寛人
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] タンパク質へのリガンド結合過程の粗視化シュミレーション：タンパク質の立体構造変化の影響の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 根上 樹
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 計算化学と実験から考察した黄色ブドウ球菌のヘム鉄結合・輸送機構解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森脇 由隆
  • 学会等名: 日本生物物理学会 第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Finding discriminative genes in drug-dose responses from gene expression profiles of the multiple sclerosis disease (2011)
  • 著者名/発表者名: O.Hirose
  • 学会等名: Genome Informatics Workshop 2011
  • 発表場所: Busan, KOREA
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Development of an energy-based method for protein ligand binding site prediction (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Umeda
  • 学会等名: Genome Informatics Workshop 2011
  • 発表場所: Busan, KOREA
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Protein-ligand binding simulation with a coarse-graind force field, MARTINI (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Negami
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Development of a method for predicting carbohtdrate-binding proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Z.Ge
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2011-09-16
• [備考] lipid-binding protein predictor
  • URL: http://ec2-54-64-162-67.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com/LBPredictor/default/index
• [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科応用生命工学専攻生物情報工学研究室ホームページ
  • URL: http://www.bi.a.u-tokyo.ac.jp/papers/
• [備考] レクチン予測システム
  • URL: http://www.bi.a.u-tokyo.ac.jp/software.html