蛋白質分子表面の形状と物性の類似性検索による機能予測法の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15710150
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 木下 賢吾 横浜市立大学, 大学院・総合理学研究科, 助手 (60332293)
• キーワード: タンパク質 / 立体構造-機能相関 / 分子表面 / 静電ポテンシャル

研究概要

本研究の目的は、たんぱく質の表面物性の類似性と機能の類似性の相関を利用し、構造情報からの機能を予測する方法の開発を目指す。
まず低分子の結合部位に着目し、PDBに登録されている全ヘテロ分子の結合部位のデータベースと構築をおこなった。この際、単純にPDBの記述を利用するのではなく、座標情報から分子の共有結合や非共有結合の状態を再整理することにより、PDBの記述の不正確さから来るデータベースの質の低下をさけることができた。そこで次に、類似性の閾値が問題になるが、この問題を解決するために、10個の様々な大きさのリガンド結合タンパク質の代表セットにおいて、実際に結合することがわかっている部位とリガンドの種類に関する文献情報をあつめて学習セットを構築し、この学習セットに対する類似性検索結果から閾値の決定を行った。また、低分子だけでなくDNAやタンパク質といった高分子との結合部位の予測をめざして、まずDNA結合蛋白質の結合部位の予測法の開発を行い性能の評価をおこなった。また、DNA(poly-nucleotide)とモノヌクレオチドの結合部位の違いを検討した。次のステップでは、モノヌクレオチド結合タンパク質の系でやり残している、糖部位の認識を理解するために糖結合タンパク質のデータベースを構築し、糖の認識の比較分類を行う。また、DNA結合部位の予測での方法を拡張しタンパク質結合部位の予測法の開発に着手する。

研究成果

• [文献書誌] Ryotaro Koike, Kengo Kinoshita, Akinori Kidera: "Probabilistic description of protein alignments for sequences and structures"Proteins : Struct.Funct.Genetics. (2003)
• [文献書誌] Kengo Kinoshita, Haruki Nakamura: "eF-site and PDBjViewer : Database and viewer for protein functional sites."Bioinformatics. (2003)
• [文献書誌] Keiko Matsuda, Takaaki Nishioka, Kengo Kinoshita, Takeshi Kawabata, Nobuhiro Go: "Finding evolutionary relations beyond superfamilies : Fold-based superfamilies."Protein Science. 12. 2239-2251 (2003)
• [文献書誌] Kengo, Kinoshita, Haruki Nakamura: "Identification of protein biochemical functions by similarity search using the molecular surface database, eF-site."Protein Science. 12. 1589-1595 (2003)
• [文献書誌] Noriko Handa, Takaho Terada, Yuki Kamewari, Hiroaki Hamana, Jeremy R.H.Tame, Sam-tong Park, Kengo Kinoshita, Motonori Ota, Haruki Nakamura, Seiki Kuramitsu, Mikako Shirouzu, Shigeyuki Yokoyama: "Crystal structure of the conserved protein TT1542 from Thermus thermophilus HB8."Protein Science. 12. 1621-1632 (2003)
• [文献書誌] Kengo Kinoshita, Haruki Nakamura: "Protein informatics towards function identification."Curr.Opin.Struct.Biol.. 13. 396-400 (2003)
• [文献書誌] Motonori Ota, Kengo Kinoshita, Ken Nishikawa.: "Prediction of catalytic residues in enzymes based on known tertiary structure, stability profile, and sequence conservation."J Mol Biol. 327. 1053-1064 (2003)
• [文献書誌] Ryotaro Koike, Kengo Kinoshita, Akinori Kidera: "Ring and zipper formation is the key to understanding the structural variety in all-beta proteins"FEBS Lett.. 533. 9-13 (2003)