膜タンパク質立体構造予測システム(MAKU)の開発とWWWへの公開

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08558077
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 美宅 成樹 東京農工大学, 工学部, 教授 (10107542)
• 研究分担者: 諏訪 牧子 東京農工大学, 工学部, 助手 (30242241)
• キーワード: 立体構造予測 / 膜タンパク質 / アミノ酸配列 / データベース / 膜貫通ヘリックス / インターネット

研究概要

本研究は二つの部分にできる。膜タンパク質のための物理化学的予測アルゴリズムを確立することと、それをwww上で公開し、全ての生物科学者に利用可能にすることである。
1.物理化学的相互作用計算を基とした膜タンパク質の立体構造予測法の確立
アミノ酸配列から膜貫通ヘリックスの配置・配向予測を行うために、本研究では三つの過程と一つのデータベース(MAKU Base)を考える:(1)アミノ酸配列から膜貫通ヘリックスを持つタンパク質の予測との高精度予測(MAKU Secondary)、(2)膜貫通ヘリックスの配置・配向・傾き予測(MAKU Tertiary)、(3)膜タンパク質に対する基質のドッキング構造の予測(MAKU Docking)。
2.HTMLによるインターネット(WWW)対応の統合化システムMAKUの開発
膜タンパク質形態、二次構造予測のそれぞれをc言語を使ってプログラム開発を行う。個別に作成されたプログラムはインターネット(WWW)対応のHTML(Hyper Text Makeup Language)で作成されたホームページによってリンクされる。これによりシステムが世界的に解放される環境が設定される。ユーザーは問い合わせのアミノ酸配列入力するだけで膜貫通ヘリックスの情報(膜貫通領域、極性相互作用情報、膜貫通ヘリックス間の相互作用による配置・配向・傾き情報、ドッキング情報)が得られる。本研究では、当初の申請内容に従って膜タンパク形態、二次構造予測についての研究を完成することができた。

研究成果

• [文献書誌] Shigeki Mitaku: "Interaction Stabilizing Tertiary Structure of Bacteriorhodopsin Studied by Denaturation Experiments" Proteins : Structure,Function,and Genetics. 22. 350-362 (1995)
• [文献書誌] Makiko Suwa: "A Continuum Theory for the Prediction of Lateral and Rotational Positioning of α-Helices in Membrane Proteins" Proteins : Structure,Function,and Genetics. 22. 363-377 (1995)
• [文献書誌] Hiroyasu Itoh: "Estimation of the Hydrophobicity in Microenviroments by Pyrene Fluorescence Measurements : n-β-Octylglucoside Micelles" The Journal of Physical Chemistry. 100. 9047-9053 (1996)
• [文献書誌] Akinori Etoh: "Light-Induced Denaturation of Bacteriorhodopsin Just Above Melting Point of Two-Dimensional Crystal" Journal of The Physical Society of Japan. (印刷中).
• [文献書誌] Akinori Etoh: "Ultrasonic Absorption Anomaly of Brain Tissue" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 2874-2879 (1994)
• [文献書誌] Akinori Etoh: "Anomalous Ultrasonic Absorption of Liposome Suspensions in the Liquid Crystal Phase" Japanese Journal of Applied Physics. (印刷中).
• [文献書誌] 美宅成樹: "体液および溶液の音波物性(書表)" 超音波テクノ. 第7巻. 67-69 (1995)
• [文献書誌] 美宅成樹(日本物理学会誌編集委員会): "自然の複雑さと階層構造" 日本物理学会誌. 50. 253-254 (1995)
• [文献書誌] 美宅成樹: "階層構造なしに生物を理解することはできない" 日本物理学会誌. 50. 255-262 (1995)
• [文献書誌] 美宅成樹(訳): "Robert Turner and Peter Jezzard(著),“心"を観察する" パリティ. 10. 15-21 (1995)
• [文献書誌] 美宅成樹(訳): "James Purdy(著),等角放射線治療のためのX線照射装置" パリティ. 10. 95-96 (1995)
• [文献書誌] 美宅成樹(訳): "Wlad T.Sobol(著),らせん型コンピューター・トモグラフィー" パリティ. 10. 104-105 (1996)
• [文献書誌] 美宅成樹: "シリーズ・ニューバイオフィジックス(11)ヒューマンゲノム計画 第2章 4 膜タンパク質の分類" 共立出版(印刷中),
• [文献書誌] 美宅成樹(訳): "Robert A.Day(著),はじめての科学英語論文" 丸善, 293 (1997)