2003 Fiscal Year Annual Research Report

トポロジー類似性にもとづく膜貫通タンパク質機能の分類・予測

Research Project

Project/Area Number	15014203
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	清水俊夫弘前大学, 理工学部, 教授 (00110750)
Keywords	膜貫通タンパク質 / 膜貫通トポロジー / シグナルペプチド予測 / 膜貫通トポロジー類似度 / クラスタリング / 膜貫通トポロジー予測 / 機能・構造の網羅的分類・同定 / コンセンサス膜貫通トポロジー予測
Research Abstract	文献から実験で決定された膜貫通(TM)トポロジーデータを抽出し、データベース(TMPDB)を構築した。TMPDBは現在、302エントリー(真核生物:114,原核生物:188)で構成されている(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/〜TMPDB)。このデータセットを基に、従来のTMトポロジー予測方の精度を10%以上も上回るコンセンサスTMトポロジー予測法(ConPred all)を開発した。さらに、予測が成立する配列数を抑える(20〜30%程度)ことによって、ほぼ100%の予測精度を実現させるもう一つのコンセンサス予測方(ConPred_elite)の開発も行った。これらを統合することによって、コンセンサスTMトポロジー予測システム(ConPred II)を構築し、インターネット上でのサービス公開を行っている(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/〜ConPred2)。また、(1)独自に開発したシグナルペプチド予測法DetecSigによるシグナルペプチドの検出と除去、(2)SOSUIによるTMタンパク質配列の判別予測、(3)ConPred allによるTMトポロジー予測、というトポロジー予測を高精度に行うステップを確立した。これを配列解読済みの原核ゲノム87種、真核ゲノム12種に対して適用し、高精度なTMトポロジー情報を大量に獲得した。これらのデータを詳細に解析し、プロテオーム中のTMタンパク質の割合、シグナルペプチド付きタンパク質の割合、TMセグメント本数分布などを明らかにした。また、対応するループ領域の長さの比較によって求められる「TMトポロジー類似度」に基づくクラスタリングを行い、TMタンパク質の機能・構造の網羅的分類・同定を行う方法の開発を行った。これによって、配列類似性のみでは24%に過ぎなかった機能の分類・同定率を60%にまで向上させることができた。

Research Products

(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] Nishio Takuhiro, Toshio Shimizu: "The cooperative binding of large ligands to a one-dimensional lattice : the steric hindrance effect"Biophysical Chemistry. 104・2. 501-508 (2003)
[Publications] Yoshiaki Sugiyama, Toshio Shimizu: "Identification of transmembrane protein functions by binary topology patterns"Protein Engineering. 16・7. 479-488 (2003)
[Publications] Toshio Shimizu: "The cooperative binding of surfactant ions by small oligomers of opposite charge"The Journal of Physical Chemistry : B. 107・32. 8228-8231 (2003)
[Publications] Kaoru Azumi, Toshio Shimizu: "Genomic analysis of immunity in a Urochordate and the emergence of the vertebrate immune system : "waiting for Godot""Immunogenetics. 55・8. 570-581 (2003)
[Publications] Yasuhito Inoue, Toshio Shimizu: "Proteome-wide classification and identification of mammalian-type GPCRs by binary topology pattern"Computational Biology and Chemistry. 28・1. 39-49 (2004)
[Publications] Jun-Xiong Xia, Toshio Shimizu: "ConPred_elite : a highly reliable approach to transmembrane topology prediction"Computational Biology and Chemistry. 28・1. 51-60 (2004)
[Publications] Toshio Shimizu: "Internal gene duplication in the evolution of transmembrane proteins"Journal of Molecular Biology. 印刷中. (2004)
[Publications] Satoshi Mizuta, Toshio Shimizu: "Proceedings of the Second International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis"Wataru Takahashi and Tamaki Tanaka (Eds.), Yokohama Publishers. 579 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

トポロジー類似性にもとづく膜貫通タンパク質機能の分類・予測

Principal Investigator

清水 俊夫 弘前大学, 理工学部, 教授 (00110750)

Research Products

[Publications] Nishio Takuhiro, Toshio Shimizu: "The cooperative binding of large ligands to a one-dimensional lattice : the steric hindrance effect"Biophysical Chemistry. 104・2. 501-508 (2003)

[Publications] Yoshiaki Sugiyama, Toshio Shimizu: "Identification of transmembrane protein functions by binary topology patterns"Protein Engineering. 16・7. 479-488 (2003)

[Publications] Toshio Shimizu: "The cooperative binding of surfactant ions by small oligomers of opposite charge"The Journal of Physical Chemistry : B. 107・32. 8228-8231 (2003)

[Publications] Kaoru Azumi, Toshio Shimizu: "Genomic analysis of immunity in a Urochordate and the emergence of the vertebrate immune system : "waiting for Godot""Immunogenetics. 55・8. 570-581 (2003)

[Publications] Yasuhito Inoue, Toshio Shimizu: "Proteome-wide classification and identification of mammalian-type GPCRs by binary topology pattern"Computational Biology and Chemistry. 28・1. 39-49 (2004)

[Publications] Jun-Xiong Xia, Toshio Shimizu: "ConPred_elite : a highly reliable approach to transmembrane topology prediction"Computational Biology and Chemistry. 28・1. 51-60 (2004)

[Publications] Toshio Shimizu: "Internal gene duplication in the evolution of transmembrane proteins"Journal of Molecular Biology. 印刷中. (2004)

[Publications] Satoshi Mizuta, Toshio Shimizu: "Proceedings of the Second International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis"Wataru Takahashi and Tamaki Tanaka (Eds.), Yokohama Publishers. 579 (2003)

清水俊夫弘前大学, 理工学部, 教授 (00110750)