膜タンパク質間相互作用ペアの網羅的予測に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25870764
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: システムゲノム科学; 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 根本 航 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (10455438)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013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: 膜タンパク質 / 相互作用 / バイオインフォマティクス / 予測 / アミノ酸配列 / 立体構造 / 機械学習 / インターフェイス / データベース

研究成果の概要

多くの膜タンパク質は機能する際に複合体としても機能する。疾患との関連が示唆される複合体形成の例が報告されている。複合体の構成要素が異なれば発揮される機能が異なる。我々は、複合体の構成要素を明らかにすべく、配列データと立体構造データを利用する膜タンパク質間相互作用ペアの予測手法開発に取り組んだ。しかし、全膜タンパク質を包括的に取り扱うことは困難だったため、30%程度の市販薬物が標的とするGタンパク質共役型受容体について、相互作用ペアを予測する手法を開発し、その精度を向上させた。また、体細胞変異による相互作用への影響について解析し、相互作用異常により疾患を引き起こす可能性のある変異候補を見出した。

研究成果

• [国際共同研究] A*STAR(Singapore)
• [雑誌論文] GGIP: structure and sequence-based GPCR-GPCR interaction pair predictor (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto, Yoshihiro Yamanishi, Vachiranee Limviphuvadh, Akira Saito, Hiroyuki Toh
  • 雑誌名: PROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics 巻: 未確定
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 膜タンパク質間相互作用ネットワーク制御の試み (2015)
  • 著者名/発表者名: 根本航
  • 雑誌名: バイオミディア 巻: 93 ページ: 97-97
• [雑誌論文] DOR; a Database of Olfactory Receptors – Integrated Repository for Sequence and Secondary Structural Information of Olfactory Receptors in Selected Eukaryotic Genomes (2014)
  • 著者名/発表者名: Balasubramanian Nagarathnam, Snehal D. Karpe, Krishnan Harini, Kannan Sankar, Mohammed Iftekhar, Durairaj Rajesh, Sadasivam Giji, Govidaraju Archunan, Veluchamy Balakrishnan, M. Michael Gromiha, Wataru Nemoto, Kazhuhiko Fukui and Ramanathan Sowdhamini
  • 雑誌名: Bioinformatics and Biology Insights 巻: 8 ページ: 147-158
  • DOI: 10.4137/bbi.s14858
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GPCRオリゴマーの機能解析とオリゴマー化の制御 ～バイオインフォマティクスを用いたアプローチ～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本航、齊藤哲
  • 雑誌名: ファルマシア 巻: 50 ページ: 896-898
  • NAID: 130005246063
• [雑誌論文] DOR ; A Database of Olfactory Receptors (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagarathnam B, Karpe D.S., Harini K, Sankar K, Iftekhar M, Rajesh D, Giji S, Archunan G, Balakrishnan V, Gromiha M, Nemoto W, Fukui K and Sowdhamini R
  • 雑誌名: Bioinformatics and Biology Insights 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPCRオリゴマーの機能解析とオリゴマー化の制御 ~バイオインフォマティクスを用いたアプローチ~ (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本航, 齊藤哲
  • 雑誌名: ファルマシア 巻: in press
  • NAID: 130005246063
• [雑誌論文] Recent advances in functional region prediction by using structural and evolutionary information. -Remaining problems and future extensions- (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto, Akira Saito, Hayato Oikawa
  • 雑誌名: Computational Structural Biotechnology 巻: 8 号: 11 ページ: e201308007-e201308007
  • DOI: 10.5936/csbj.201308007
  • 査読あり
• [学会発表] 立体構造情報を利用したタンパク質機能部位予測 (仮) (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto
  • 学会等名: Biophysical Society of Japan
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] GGIP: GPCR-GPCR Interaction Pair Predictor (2016)
  • 著者名/発表者名: Wateru Nemoto,Yoshihiro Yamanishi, Limviphuvadh Vachiranee, Akira Saito, Hiroyuki Toh
  • 学会等名: 蛋白質科学会2016年度年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場 (福岡県、福岡市)
  • 年月日: 2016-06-07
  • 招待講演
• [学会発表] GPCRオリゴマー化のためのインターフェイス予測サービス (2016)
  • 著者名/発表者名: 斎藤哲, 根本航
  • 学会等名: 生物物理学会関東支部会
  • 発表場所: 群馬大学工学部 (群馬県、桐生市)
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] 膜タンパク質間相互作用ネットワーク解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 及川勇人, 根本航
  • 学会等名: 生物物理学会関東支部会
  • 発表場所: 群馬大学工学部 (群馬県、桐生市)
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] Improvement of a method to predict interfaces for GPCR oligomerization (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Saito, Yoichi Murakami, Kenji Mizuguchi, Hiroyuki Toh, Wataru Nemoto
  • 学会等名: Biophysical Society 60th Annual Meeting
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center (Los Angeles, USA)
  • 年月日: 2016-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] GGIP: GPCR-GPCR Interaction Pair Predictor (2016)
  • 著者名/発表者名: Wateru Nemoto,Yoshihiro Yamanishi, Limviphuvadh Vachiranee, Akira Saito, Hiroyuki Toh
  • 学会等名: Biophysical Society 60th Annual Meeting
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center (Los Angeles, USA)
  • 年月日: 2016-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] Developments of three methods to investigate GPCR oligomerization (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Fujishiro, Akira Saito, Yuichi Amemiya, Tsuyoshi Ito, Limviphuvadh Vachiranee, Yoshihiro Yamanishi, Hiroyuki Toh, Wataru Nemoto
  • 学会等名: Biophysical Society 60th Annual Meeting
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center (Los Angeles, USA)
  • 年月日: 2016-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] Bioinformatics approaches in the study of GPCR oligomers (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto,Yoshihiro Yamanishi, Limviphuvadh Vachiranee, Akira Saito, Shunsuke Fujishiro, Yuichi Amemiya, Hiroyuki Toh
  • 学会等名: Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: 金沢大学 (金沢県、金沢市)
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] GPCR間相互作用解析への計算機を用いた多様なアプローチ (2015)
  • 著者名/発表者名: 根本航
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会
  • 発表場所: 金沢大学、金沢市、石川県
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] Disease related GPCR-GPCR interacting pairs (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤代 峻輔、齊藤 哲、Limviphuvadh Vachiranee, 山西 芳裕、藤 博幸、根本 航
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: あわぎんホール、徳島市、徳島県
  • 年月日: 2015-06-24 – 2015-06-26
• [学会発表] タンパク質C末端に存在する機能未知配列に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 及川勇人、長谷川大晃、川島洋明、田中眞人、内古閑伸之、根本航
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: あわぎんホール、徳島市、徳島県
  • 年月日: 2015-06-24 – 2015-06-26
• [学会発表] GPCRヘテロダイマーに得意的に結合する化合物の設計に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 雨宮雄一、根本航
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場、京都市、京都府
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] GGIP: GPCR間相互作用ペア予測手法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本航、山西芳裕、Limviphuvach Vachiranee, 藤博幸
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場、京都市、京都府
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] GGIP: structure and sequence-based GPCR-GPCR interaction pair predictor (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本航、山西芳裕、Limviphuvach Vachiranee, 藤博幸
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場、京都市、京都府
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] GGIP: structure and sequence-based GPCR-GPCR interaction pair predictor (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本航、山西芳裕、Limviphuvach Vachiranee, 及川勇人、藤博幸
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、札幌、北海道
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Improvements of a method to predict interfaces for GPCR oligomerization (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Saito, Hiroyuki Toh, Wataru Nemoto
  • 学会等名: the 18th Congress of International Union of Pure and Applied Biophysics (IUPAB)
  • 発表場所: BCEC, Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-07
• [学会発表] GGIP: GPCR-GPCR Interaction Pair prediction (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto,Yoshihiro Yamanishi,Vachiranee Limviphuvadh,Hiroyuki Toh
  • 学会等名: the 18th Congress of International Union of Pure and Applied Biophysics (IUPAB)
  • 発表場所: BCEC, Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-06
• [学会発表] Gタンパク質共役型受容体間相互作用ペア予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本航
  • 学会等名: GPCR研究会
  • 発表場所: 日本科学未来館、江東区、東京
  • 年月日: 2014-05-10
• [学会発表] GPCRオリゴマー化のためのインターフェイス予測サービスの拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊藤哲、藤博幸、根本航
  • 学会等名: GPCR研究会
  • 発表場所: 日本科学未来館、江東区、東京
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] GGIP : GPCR-GPCR Pair prediction (Poster Presentation)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto, Yoshihiro Yamanishi, Vachiranee Limviphuvadh, Hiroyuki Toh
  • 学会等名: International Conference on Structural Genomics 2013 - Structural Life Science – (ICSG2013-SLS)
  • 発表場所: 京王プラザホテル、北海道
• [学会発表] FREPS: Functional REgion Prediction by using Spatial statistics (Poster Presentation: Awarded 2nd Poster Prize)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto, Hiroyuki Toh
  • 学会等名: 2nd IITM- Tokyo Tech Joint Symposium on "Techniques and Applications of Bioinformatics"
  • 発表場所: IIT Chennai, INDIA
• [学会発表] GGIP: GPCR-GPCR Interaction Pair prediction (Oral Presentation)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nemoto
  • 学会等名: 2nd IITM- Tokyo Tech Joint Symposium on "Techniques and Applications of Bioinformatics"
  • 発表場所: IIT Chennai, INDIA
  • 招待講演
• [学会発表] Gタンパク質共役型受容体間相互作用ペア予測 (一般口頭発表)
  • 著者名/発表者名: 根本 航
  • 学会等名: GPCR研究会
  • 発表場所: 日本未来科学館、東京
• [学会発表] GPCRオリゴマー化のためのインターフェイス予測サービスの拡張 (ポスター発表)
  • 著者名/発表者名: 齊藤哲、藤博幸、根本航
  • 学会等名: GPCR研究会
  • 発表場所: 日本未来科学、東京