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蛋白質の電子顕微鏡単分子構造解析における高分解能3次元密度マップ構築に関する研究

蛋白质电子显微镜单分子结构分析高分辨率三维密度图构建研究

基本信息

批准号：
11780466
负责人：
高橋勝利
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

経済産業省産業技術総合研究所電子技術総合研究所と共同で、電子顕微鏡画像の単分子構造解析を行い蛋白質分子の3次元密度マップを再構築するコンピュータアプリケーションを作成し、電圧感受性ナトリウムチャネル蛋白質極低温電子顕微鏡画像の単分子構造解析を実施した。画像処理により劣悪なS/N比を持つ画像のコントラスト調整を行い、電子顕微鏡画像及び蛋白質粒子が存在する位置をコンピュータディスプレイ上に表示した上で、オペレータのマウス操作により蛋白質粒子を拾い上げる「蛋白質単分子拾い上げソフトウエア」を開発したのを始め、蛋白質単分子像をグループ化、平均化して、見かけ上のS/N比の良い蛋白質分子の透過像のセットを作成し、さらに各透過像がどの方向から蛋白質分子を透過したものなのかを最適推定するためのコンピュータアプリケーション群を作成した。このアプリケーション群の実行には多大な計算機資源を必要とするが、このために、高速浮動小数点演算が可能であるアルファチップ搭載型ワークステーションを複数導入し、ワークステーションクラスタとして稼働させた。約2万個の電圧感受性ナトリウムイオンチャンネル蛋白質単分子像をグループ化、平均化して得られたS/N比の良い蛋白質透過像を使って、それらの透過オイラー角推定を行い、さらに蛋白質透過像のバックプロジェクション計算を行う事によって、電圧感受性ナトリウムチャネル蛋白質の3次元密度マップを作成した。

The Ministry of Economy, Trade and Industry, Industrial Technology Research Institute, Electronics Technology Research Institute, joint research and analysis of the single molecular structure of the electron microscope image, and reconstruction of the 3-dimensional density of the protein molecule Architectural design, electric pressure sensitive design Analyzing the molecular structure of proteins using ultra-low temperature electron microscopy imaging. Image processing, including image processing, image processing, image processing, electronic micromirror imaging, and protein particle presence and positioning.タディスプレイ上に means した上で, オペレータのマウスoperation によりProtein particle をpick up the upper げる「Protein single molecule pick up the upper げソフトウエア」を开発したのをstartめ, protein molecule image をグループ化, average して, see かけ上のGood S/N ratio のGood いprotein molecule のthrough image のセットを成し, Each transmission image is in the direction of the protein molecule, and the transmission direction is the same. Optimum estimation is made by the optimal estimation method. How many computer resources are necessary for このアプリケーション群の実行にはなとするが, このために, and high-speed floating decimal point arithmetic is not possibleであるアルファチップ mounted type ワークステーションを plural Import し、ワークステーションクラスタとして家働させた. Approximately 20,000 voltage-sensitive anabolic protein molecules are imaged , the average S/N ratio is obtained, the protein transmission image is good, and the protein transmission image is good, and the protein transmission image is good, and the protein transmission image is goodラー角 inferring を行い, さらにprotein transmission image のバックプロジェクションcalculation を行う事によって, pressure sensitive ナトリウムチャネルprotein の3-dimensional density マップをした.