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2021 年度 実績報告書

タンパク質ヘテロ複合体の構造変化を大規模自動解析する

研究課題

研究課題/領域番号 18H03331
研究機関名古屋大学

研究代表者

太田 元規  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (40290895)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード立体構造 / 構造比較 / 構造機能相関
研究実績の概要

タンパク質のヘテロ複合体の多くは過渡的でアロステリーとも関連し,生理活性を高度に制御調節する.タンパク質の構造変化と機能発現は密接に関係しているので,ヘテロ複合体の構造変化には,その独特な機能発現機構を解く鍵が潜んでいる.本研究ではPDBに格納された全ヘテロ複合体を対象に立体構造比較を行い,構造変化を大規模,系統的に解析して運動を分類し,俯瞰する.この時,申請者らが開発した,複合体の構造比較法:SCPCと,立体構造変化の同定・記述法:Motion Treeを利用する.研究期間を通して,信頼できるヘテロ複合体の立体構造を取得する方法を考案した.立体構造データベース(PDB)のmmCIFフォーマットのファイルから,著者とコンピュータが生状態と判定した構造を同定し,それに対応するバイオロジカルユニットを得た.これを実施するに,mmCIFの鎖IDとPDBの鎖IDが異なる場合があるので対応表を作成したり,煩雑な作業が発生する.一連の作業をスムーズに実施するためのパイプラインを構築した.その後SwissProtのアクセッションを参照して,ヘテロマーを選択することでヘテロ複合体のデータを得た.本研究では第一歩としてヘテロダイマーに着目し,SCPCとMotionTreeを用いてプロトマーの相互作用面で運動が起きている場合(interface motion)や,プロトマーに渡るユニットが構成されて運動が起きている場合(subunit-spanning motion)の統計を取った.また,進化的類縁関係があるヘテロマーから構成されているホモロガスヘテロダイマーに着目し,構造の対称性が崩れる進化的イベントは配列置換ではなかなか起きず,そういう事例には挿入欠失が伴うことも発見した.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Current status of structure-based drug repurposing against COVID-19 by targeting SARS-CoV-2 proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Hijikata Atsushi、Shionyu Clara、Nakae Setsu、Shionyu Masafumi、Ota Motonori、Kanaya Shigehiko、Shirai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 18 ページ: 226~240

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v18.025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating cepharanthine analogues as natural drugs against SARS‐CoV‐22021

    • 著者名/発表者名
      Hijikata Atsushi、Shionyu‐Mitsuyama Clara、Nakae Setsu、Shionyu Masafumi、Ota Motonori、Kanaya Shigehiko、Hirokawa Takatsugu、Nakajima Shogo、Watashi Koichi、Shirai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 12 ページ: 285~294

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13337

    • 査読あり
  • [学会発表] Directed Protein-Protein Interaction Network Representing Intracellular Signaling Pathways2021

    • 著者名/発表者名
      Wenruo Cao, Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
  • [学会発表] Structural characterization of homologous hetero-oligomers2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Ito, Clara Shionyu, Yasunobu Sugimoto, Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
  • [学会発表] Relationship between Length of Intrinsically Disordered Regions and Protein Function2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Tanimoto, Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
  • [学会発表] 異なる機能状態にあるアクチンの構造ゆらぎとその相関関係2021

    • 著者名/発表者名
      小池亮太郎,森次圭,太田元規
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] Elastic network model analysis shows distinct flexibilities of capping protein bound to CARMIL or twinfilin2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
  • [学会発表] Structural flexibility of actin in molecular dynamics simulation2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Motonori Ota
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein kinases phosphorylate long intrinsically disordered regions of substrate proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koike, Mutsuki Amano, Kozo Kaibuchi, Motonori Ota
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Small structural pattern common in chaperonin GroE substrate proteins2021

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, T. Niwa, E. Uemura, R. Koike, H. Taguchi, M. Ota
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
  • [学会発表] 天然変性タンパク質データベース:IDEAL (@2021)2021

    • 著者名/発表者名
      太田元規,嘉戸裕美子,坂本盛宇,細田和男,鹿間周子,大安裕美,高木大輔,安保勲人,山口敦子,畠中秀樹,小池亮太郎,廣明秀一,福地佐斗志
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2021
  • [図書] 天然変性タンパク質の機能部位:理解の変容と進展(月刊細胞710号)2021

    • 著者名/発表者名
      福地佐斗志,太田元規
    • 総ページ数
      78(うち4)
    • 出版者
      ニューサイエンス社

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公開日: 2022-12-28  

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