| 研究概要 |
配列比較では同定できないような遠縁の蛋白質間の類似性検索のため、既知の立体構造データにおけるアミノ酸残基の統計分布から評価した経験的相互作用ポテンシャルを配列と構造間の適合度評価関数として用い、残基の挿入欠失を許すアライメント作成のアルゴリズムを開発した。
2次構造エネルギーと立体構造エネルギーからなるこの評価関数は2体ポテンシャルを含むため、エネルギー最小のアライメントはNP困難の問題となる。我々は、2体ポテンシャルを平均場近似により残基毎のアライメント(対合)確率から評価し、繰り返し法によりSelf-consistentな残基毎の対合確率を転移行列法により計算した。そのようにして評価した2体ポテンシャルの下、エネルギー最小のアライメントと対合確率の順に残基を対合する確率アライメントの2つの方法によりアライメントを計算した。残基の挿入欠失のためのペナルティは、立体構造上内側の座位程挿入欠失が生じにくいよう設定した。
SCOP蛋白質構造分類データベースに含まれる類似蛋白質対と非類似蛋白質対を用い類似性検出能力を評価したところ、平均的には配列比較と同程度であるが、配列比較では同定できない類似蛋白質対を多数検出できることから、配列比較と相補的に使用できることが明らかになった。また、確率アライメントにおいて、高い対合確率を持つ残基対はより類似した構造部分に対応することが構造比較から明らかになった。このような特性を持つ確率アライメントは、エネルギー最小/適合度最大のアライメントに比べ、ホモロジー構造予測において特に有用である。また、立体構造データにおけるアミノ酸残基の統計分布から評価した経験的相互作用ポテンシャルの配列・構造間適合度評価関数としての有効性が確認されると共に、1次配列上で隔たった残基間の相互作用はフォールドの認識に,2次構造ポテンシャルは正確な残基対合を得る上で欠かせないことが示唆された。
|
