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2009 年度 実績報告書

構造インタラクトームの計算・情報科学による研究

研究課題

研究課題/領域番号 20370061
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 春木  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (80134485)

研究分担者 木下 賢吾  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60332293)
キーワード生物物理 / 蛋白質の構造・機能予測 / 生体分子 / プロテオーム / 分子動力学 / バイオインフォマティクス / データベース / 蛋白質間相互作用
研究概要

(1)蛋白質の相同相互作用データベースを拡充する:昨年度までに構築した信頼性の高いタンパク質間相互作用ネットワークからHubを同定し、Hub性をより明らかにするために、DNAマイクロアレイから得られる発現情報と合わせて解析を行った。具体的には、高等生物として最も興味深いヒトに対象を絞り、2009年4月時点でNCBIに登録されていたヒトの発現量データ18,800実験を利用し、各遺伝子間の共発現度合いを定量化して、共発現のパターンからHubを4つのカテゴリーに分類した。
(2)蛋白質間の複合体構造予測:昨年度開発を行った、ドッキングシミュレーション手法を引き続き蛋白質複合体予測コンテストCAPRIに応用し、2009年に出題されたTarget 40~43に連続してトップクラスの予測精度を達成することが出来た。
(3)McMD法によるCoupled folding and binding解析法の開発:転写因子CREBのpKIDドメインは天然変性状態であるが、CREBの転写共役因子であるCREB結合蛋白質のKIXドメインと結合するとヘリックス構造に折り畳まれる。この系に対するMcMDシミューレションを実施したところ、室温付近(315K)において、KIXドメイン質に近づくとpKIDがα-ヘリックス状態を取る事が確認された。また、神経特異的転写制御因子NRSFは、コリプレッサーSin3との結合時にヘリックス構造をとり、遊離状態では天然変性状態にある。この系に対するシミューレションを実施したところ、600KではNRSFはSin3と遊離しているが、300KではSin3の結合部位に結合し、NMRによって観測された複合体構造と類似のα-ヘリックスを形成している現象が観測された。一方、フリーなNRSFのフラグメントは、様々なランダムコイル状の構造を持っていることが判明した。

  • 研究成果

    (46件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (27件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Electronic structures of heme a of cytochrome c oxidase in the redoc states -Charge density migration to the nronionate groups of heme a-2010

    • 著者名/発表者名
      Yu Takano
    • 雑誌名

      J.Comput.Chem. 31

      ページ: 954-962

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛋白質計算科学のさらなる発展を目指して:次世代スーパリコンピュータによるヘテロでダイナミックな蛋白質の電子構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      米澤康滋
    • 雑誌名

      生産と技術 62

      ページ: 89-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra- and Intermolecular Interaction Inducing Pyramidalization on both sides of a Proline Di-peptide during Isomerization : an ab Initio QM/MM Molecular Dynamics Simulation Study in explicit water2009

    • 著者名/発表者名
      Yasushige Yonezawa
    • 雑誌名

      J.Ame.Chem.Soc. 131

      ページ: 4535-4540

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational requirement on peptides to exert laminin's activities and search for protein segments with the laminin's activities2009

    • 著者名/発表者名
      Koji Umezawa
    • 雑誌名

      Biopolymers : Peptide Science 92

      ページ: 124-131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classification of hetero-dimer interfaces using docking models and construction of scoring functions for the complex structure prediction2009

    • 著者名/発表者名
      Yuko Tsuchiya
    • 雑誌名

      Adv.Appl.Bioinfo.Chem. 2

      ページ: 79-100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical examination of the extended phase-space volume-preserving integrator by the Nose-Hoover molecular dynamics equations2009

    • 著者名/発表者名
      Severine Queyroy
    • 雑誌名

      J.Comput.Chem. 30

      ページ: 1799-1815

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The CCCH-type zinc finger protein, Zc3hl2a, is a ribonuclease essential for controlling immune responses by regulating mRNA decay2009

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Matsushita
    • 雑誌名

      Nature 458

      ページ: 1185-1190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid-DFT study on electronic structures of the active site of sweet poteto purple acid phosphatase -The origin of stronger antiferromagnetic coupling than other purple acid phosphatase-2009

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Koizumi
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 113

      ページ: 5099-5104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verifying trivial parallelization of multicanonical molecular dynamics for conformational sampling of a polypeptide in explicit water2009

    • 著者名/発表者名
      Junichi Higo
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 473

      ページ: 326-329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein function annotation from sequence, PiRaNhA : prediction of specific RNA-binding residues2009

    • 著者名/発表者名
      Ruth V.Spriggs
    • 雑誌名

      Bioinformatics 25

      ページ: 1492-1497

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane attachment facilitates ligand access to active site in Monoamine oxidase A2009

    • 著者名/発表者名
      Rossen P.Apostolov
    • 雑誌名

      Biochemistry 48

      ページ: 5864-5873

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelization of Markov Chain Generation and its Application to the Multicacnonical Method2009

    • 著者名/発表者名
      Takanori Sugihara
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 074003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical studies of the magnetic couplings and the chemical indices of the biomimetic models of oxvhemocvanin and oxvtvrosinase2009

    • 著者名/発表者名
      Yu Takano
    • 雑誌名

      Inorganic Chim.Acta 362

      ページ: 4578-4584

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density functional study of roles of porphyrin ring in electronic structures of heme2009

    • 著者名/発表者名
      Yu Takano
    • 雑誌名

      Int.J.Quantum Chem. 109

      ページ: 3583-3591

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of the distorted coordination structure of Cu^<2+> in a de novo designed protein2009

    • 著者名/発表者名
      Daigo Shiga
    • 雑誌名

      Biopolvmers 91

      ページ: 907-916

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a new meta-score for protein structure prediction from seven all-atom distance dependent potentials using support vector regression2009

    • 著者名/発表者名
      Matsuyuki Shirota
    • 雑誌名

      Genome Informatics 23

      ページ: 149-158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonating coupled-cluster CI approach to Ion-radical systems : Comparison with the unrestricted coupled-cluster approach2009

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Yamanaka
    • 雑誌名

      Int.J.Quantum Chem. 109

      ページ: 3811-3818

    • 査読あり
  • [学会発表] 計算科学によるタンパク質間相互作用の予測と解析2010

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      蛋白質立体構造解析NEDO特別講座、創薬シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学薬学部,東京
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] Web services for function prediction of proteins2009

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kinoshita
    • 学会等名
      Bioinfo2009
    • 発表場所
      韓国・釜山
    • 年月日
      20091104-20091106
  • [学会発表] Prediction of function and protein-protein interaction by structural bioinformatics approach2009

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      IISc Seminar
    • 発表場所
      Indian Institute of Science, Bangalore, India
    • 年月日
      2009-12-17
  • [学会発表] Bioinformatics and computational approaches to structural features in protein-protein interactions2009

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      Bose Institute Seminar
    • 発表場所
      Bose Institute, Kolkata, India
    • 年月日
      2009-12-16
  • [学会発表] Electronic structures of biological molecules with their dynamic environments2009

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Physics Biology Interface(ICPBI-2009)
    • 発表場所
      Saha Institute of Nulear Physics, Kolkata, India
    • 年月日
      2009-12-15
  • [学会発表] surFit : A Docking server of protein molecular surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      4th CAPRI Evaluation Meeting
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2009-12-09
  • [学会発表] クロロフィル側鎖回転異性体の理論解析2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-11-01
  • [学会発表] Rhodobacter sphaeroides活性中心のAb initio QM/MMによる研究2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] 原子構造から電子構造の解析へ2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] スーパーコンピューティングによる蛋白質電子状態及び反応機構の解明に向けて2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] 粗視化モデルを用いた全原子シミュレーションの効率化2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] 天然変性蛋白質pKIDとKIXドメイン複合体形成における結合と折り畳みが共役した相互作用の計算科学による解析2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] 基準振動に基づく蛋白質-蛋白質相互作用の動的解析2009

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] 単純並列化によるマルチカノニカル分子動力学法のサンプリング効率の向上2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-30
  • [学会発表] ポルフィリン側鎖のヘムの電子構造への影響に関する理論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま、徳島
    • 年月日
      2009-10-30
  • [学会発表] Protein Function Annotation from Sequences and Structures with Tools at PDBj2009

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      AsCA'09
    • 発表場所
      Jingyi Hotel, Beijing,中国
    • 年月日
      2009-10-24
  • [学会発表] Structural modeling of proteins : Principle and application to an ion channel2009

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 年月日
      2009-07-29
  • [学会発表] 蛋白質構造データバンク事業と国際的な展開2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      統合データベースプロジェクト「データベースが拓くこれからのライフサイエンス」
    • 発表場所
      東京大学武田ホール、東京
    • 年月日
      2009-06-12
  • [学会発表] 光合成反応中心の色素配置に関する理論研究2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-22
  • [学会発表] 基準振動に基づく蛋白質複合体界面の動的構造の解析2009

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、能本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] マルチカノニカル分子動力学シミュレーションによる57残基蛋白質の天然構造の再現2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] シミュレーションとデータベース検索によるヒトラミニレ活性発現のために重要な立体構造の検討2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] 粗視化モデルを用いた全原子モデルの効率化2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] Ab initio QM/MDシミュレーションによるプロリンcis-trans異性化の自由エネルギー地形と水和の影響2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] あらわな溶媒と膜分子モデルによるダイナミックな効果を取り入れた光合成活性中心の電子状態計算2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] シトクロムc酸化酵素CuAサイトの電子状態解析2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] ヘムエリスリンの活性中心の電子構造への蛋白場の影響2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ、熊本
    • 年月日
      2009-05-21
  • [図書] タンパク質計算科学2009

    • 著者名/発表者名
      神谷成敏・肥後順一・福西快文・中村春木
    • 総ページ数
      251
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] やさしい原理からはいるタンパク質科学実験法:タンパク質のはたらきを知る・分子機能と生体作用・(長谷・高尾・高木編)2009

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 総ページ数
      171
    • 出版者
      化学同人

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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