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タンパク質の三次元モチーフ構造の解析は、その構造-機能相関解析や三次元構造の構築原理の解明の問題とも密接に関連する極めて重要な問題の一つである。本研究は、網羅的な三次元構造特徴探索による三次元モチーフデータベースの作成、さらにはこれを基礎としたタンパク質立体構造の自動分類への応用を目指すものである。
本年度研究では、まずPDB(Protein Data Bank)から調整したテストデータセットを作成するとともに、これまでに開発した基本アルゴリズムをもとに、探索対象タンパク質の指定から結果の表示までの一連の操作を対話的に行うためのユーザインターフェースを含めたシステムの開発を行なった。本システムはWWW(World Wide Web)上で動作し、ネットワークを介して利用することができる。特に、探索結果についてMDL社のプラグイン機能を利用して、選択したタンパク質の全体構造及び探索された共通構造特徴をグラフィックス表示することで直感的/視覚的に検証できるように工夫した。また、同定された構造特徴(モチーフ候補部位)を質問構造パターンとした三次元モチーフ検索(部分構造検索)を行うことにより、新規モチーフ候補部位の発見から、それに関連するタンパク質のデーターベース検索、並びに結果の検証までの一連の操作が容易に行えるようになった。
次に、タンパク質三次元構造の新たな抽象化表現について検討した。ここでは、ランダムコイル部分に注目し、連続する数個のアミノ酸残基を平均化した一つの仮想の点で代表して表現した。また、これまで再帰法により実装していた探索アルゴリズムを動的メモリ割り当てによるものへと改訂することで、より大規模なグラフの探索に対応することができた。今後はこれらの成果をもとに、三次元モチーフデータベースの構築に向けて引き続き研究を進める。
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