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2017 年度 実績報告書

中規模ペプチドの構造的相互作用解析基盤技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K16081
研究機関東京工業大学

研究代表者

大上 雅史  東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (50743209)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード中分子 / アミノ酸配列 / タンパク質間相互作用 / 構造インフォマティクス / MEGADOCK-Web
研究実績の概要

本研究は、中分子創薬の効率化を目指して、特にペプチド分子に着目した創薬支援研究を実施することを課題とする。ペプチド分子を扱うための情報学的な解析手法を確立するために、ペプチドの構造モデリング、機能部位予測、ペプチドが標的とするタンパク質間相互作用の構造モデリング技術および予測技術について並行して開発を進めてきた。
本年度は、昨年度に続いてペプチド分子とタンパク質の結合に係る物理化学的性質の予測に焦点を当てた。昨年度までの結果から、既存のモデリングツールでは15残基程度のアミノ酸配列情報からペプチドの構造(配座)は正しく再現することは困難であることを確認しているが、一方でそれらのペプチドモデル構造を複数用い、対象のターゲットとなるタンパク質に対してMEGADOCKソフトウェアによる相互作用計算を実施したところ、正解配座との距離基準を満たす部位へ相互作用するモデルが効率よく得られることを確認できた。そのようなモデルを抽出するための方法として相互作用プロファイルベクトルによる解析手法を提案し、現在までに複合体10例における検証を完了した。これらの結果から、一定の構造集団(構造サンプリング)を用いることで、完全に正しい構造モデルが得られなくとも、相互作用親和性と相関するパラメータが得られる可能性があることを示した。
また、ペプチドが標的とするタンパク質間相互作用を列挙するためのツール整備として、新たに予測されたタンパク質間相互作用情報を蓄積したデータベースMEGADOCK-Webを構築した。MEGADOCK-Webはおよそ3000万件のタンパク質間相互作用予測の結果が収録されており、Molmil分子ビューワによるインタラクティブな構造可視化、KEGGパスウェイとの関連付けなどによって標的候補分子を効率よく検索することができるようになった。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS/リヨン大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS/リヨン大学
  • [雑誌論文] MEGADOCK-Web: an integrated database of high-throughput structure-based protein-protein interaction predictions2018

    • 著者名/発表者名
      akanori Hayashi、Yuri Matsuzaki、Keisuke Yanagisawa、Masahito Ohue、Yutaka Akiyama
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimization of memory use of fragment extension-based protein-ligand docking with an original fast minimum cost flow algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa Keisuke、Komine Shunta、Kubota Rikuto、Ohue Masahito、Akiyama Yutaka
    • 雑誌名

      Computational Biology and Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.compbiolchem.2018.03.013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple grid arrangement improves ligand docking with unknown binding sites: Application to the inverse docking problem2018

    • 著者名/発表者名
      Ban Tomohiro、Ohue Masahito、Akiyama Yutaka
    • 雑誌名

      Computational Biology and Chemistry

      巻: 73 ページ: 139~146

    • DOI

      10.1016/j.compbiolchem.2018.02.008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PKRank: a novel learning-to-rank method for ligand-based virtual screening using pairwise kernel and RankSVM2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Shogo D.、Ohue Masahito、Akiyama Yutaka
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s10015-017-0416-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploring the selectivity of inhibitor complexes with Bcl-2 and Bcl-XL: A molecular dynamics simulation approach2018

    • 著者名/発表者名
      Wakui Naoki、Yoshino Ryunosuke、Yasuo Nobuaki、Ohue Masahito、Sekijima Masakazu
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Graphics and Modelling

      巻: 79 ページ: 166~174

    • DOI

      10.1016/j.jmgm.2017.11.011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient hyperparameter optimization by using Bayesian optimization for drug-target interaction prediction2017

    • 著者名/発表者名
      Ban Tomohiro、Ohue Masahito、Akiyama Yutaka
    • 雑誌名

      In Proceedings of IEEE ICCABS 2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ICCABS.2017.8114299

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Link Mining for Kernel-Based Compound-Protein Interaction Predictions Using a Chemogenomics Approach2017

    • 著者名/発表者名
      Ohue Masahito、Yamazaki Takuro、Ban Tomohiro、Akiyama Yutaka
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science (In Proceedings of ICIC 2017)

      巻: 10362 ページ: 549~558

    • DOI

      10.1007/978-3-319-63312-1_48

    • 査読あり
  • [学会発表] タンパク質分子の柔軟性を考慮した新規ドッキングゲーム2018

    • 著者名/発表者名
      飯野翼, 大上雅史, 秋山泰, 清水佳奈
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
  • [学会発表] 出会い系タンパク質を探す旅2018

    • 著者名/発表者名
      大上雅史
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Feature extraction by enumerating lasso solutions for predicting plasma protein binding of peptide2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tajimi, Naoki Wakui, Masahito Ohue Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      The Sixteenth Asia Pacific Bioinformatics Conference (APBC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward efficient protein-ligand docking for virtual screening by reuse of fragments2018

    • 著者名/発表者名
      Rikuto Kubota, Keisuke Yanagisawa, Masahito Ohue, Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      The Sixteenth Asia Pacific Bioinformatics Conference (APBC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] クラウド上の分散GPU環境におけるタンパク質間相互作用予測計算フレームワークの開発2018

    • 著者名/発表者名
      山本 悠生, 大上 雅史, 秋山 泰
    • 学会等名
      情報処理学会第53回バイオ情報学研究会
  • [学会発表] Prediction of Protein-Protein Interactions with MEGADOCK: Parallelization, Application, and Open Database2017

    • 著者名/発表者名
      Masahito Ohue
    • 学会等名
      4th IIT Madras-Tokyo Tech Joint Symposium on Frontiers in Bioinformatics: Large Scale Data Analysis, Resources and Drug Design
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring the selectivity of inhibitor complexes with Bcl-2 and Bcl-XL: a molecular dynamics simiulation approach2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Wakui, Ryunosuke Yoshino, Nobuaki Yasuo, Masahito Ohue, Masakazu Sekijima
    • 学会等名
      4th IIT Madras-Tokyo Tech Joint Symposium on Frontiers in Bioinformatics: Large Scale Data Analysis, Resources and Drug Design
    • 国際学会
  • [学会発表] MEGADOCK-Azure: high-performance protein-protein docking on Microsoft Azure HPC2017

    • 著者名/発表者名
      Masahito Ohue, Yuki Yamamoto, Kento Aoyama, Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      4th IIT Madras-Tokyo Tech Joint Symposium on Frontiers in Bioinformatics: Large Scale Data Analysis, Resources and Drug Design
    • 国際学会
  • [学会発表] フラグメント伸長型化合物ドッキング計算のための重み付きオフラインキャッシュ問題の厳密解アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      柳澤渓甫, 小峰駿汰, 久保田陸人, 大上雅史, 秋山泰
    • 学会等名
      情報処理学会第50回バイオ情報学研究会
  • [学会発表] タンパク質間相互作用予測統合データベースMEGADOCK-WEBの改良とクラウド計算環境との連携2017

    • 著者名/発表者名
      林孝紀, 山本悠生, 松崎由理, 大上雅史, 秋山泰
    • 学会等名
      情報処理学会第50回バイオ情報学研究会
  • [学会発表] MEGADOCK-Web: an integrated database of high-throughput structure-based protein-protein interaction predictions2017

    • 著者名/発表者名
      Masahito Ohue, Takanori Hayashi, Keisuke Yanagisawa, Yuri Matsuzaki, Yutaka Akiyama
    • 学会等名
      Informatics in Biology, Medicine and Pharmacology 2017 (IIBMP2017)
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.bi.cs.titech.ac.jp/~ohue/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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