パターン認識手法にもとづくタンパク質アミノ酸配列データの高次処理に関する研究

本研究はタンパク質のアミノ酸配列データとその高次構造や機能との相関解析を通じ、パターン認識の応用にもとづく配列データの高次解析手法の確立を目指すものである。筆者らは先に立体構造既知のタンパク質構造データをもとに、各種アミノ酸残基のポリペプチド鎖中でのφ-ψ配座パターンのクラスター分析を行い、各残基種ごとに2〜5個の主要な配座パターンのクラスターを見いだすと共に、モード探索の手法を用いてそれぞれのクラスターに対応する代表配座パターンを明らかにした。本研究では、これらの配座パターンとその注目する残基の配列環境との関係を調べることを目的とし、その解析に必要なツールの一つとして特徴解析・表示システムの開発を試みた。本システムは注目するアミノ酸残基(Target amino acid residue,TA)を中心に、N-及びC-末端両方向の近接残基を考慮しながら、TA周辺の配列環境の特徴解析を行うものである。システムの基本構成としては(1)ファイル管理、(2)配列環境の特徴解析、(3)三次元構造表示の各モジュールから構成される。ファイル管理モジュールではペプチドセグメントデータがもつアミノ酸配列や二面角配座パターンクラスの帰属、PDBファイル中の二次構造帰属など様々な構造情報の一括表示やデータセットの編集などを行うとともに、他のモジュールを起動する。特徴解析モジュールでは、指定した特性値に基づき、アミノ酸の配列環境をカラーセルにより表示することが可能である。また、種々の物理化学的特性値にもとづく類似性評価の機能を含む。一方、構造表示モジュールでは主鎖の三次元構造表示を行うことができる。表示構造の回転変換や構造重ね合わせ表示の機能も含む。尚、本システムはUNIXワークステーション上でXウィンドウシステムをベースにC言語を用いて作成した。

本研究はタンパク質のアミノ酸配列データとその高次構造や機能との相関解析を通じ、パターン認識の応用にもとづく配列データの高次解析手法の確立を目指すものである。筆者らは先に立体構造既知のタンパク質構造データをもとに、各種アミノ酸残基のポリペプチド鎖中でのφ-ψ配座パターンのクラスター分析を行い、各残基種ごとに2〜5個の主要な配座パターンのクラスターを見いだすと共に、モード探索の手法を用いてそれぞれのクラスターに対応する代表配座パターンを明らかにした。本研究では、これらの配座パターンとその注目する残基の配列環境との関係を調べることを目的とし、その解析に必要なツールの一つとして特徴解析・表示システムの開発を試みた。本システムは注目するアミノ酸残基(Target amino acid residue,TA)を中心に、N-及びC-末端両方向の近接残基を考慮しながら、TA周辺の配列環境の特徴解析を行うものである。システムの基本構成としては(1)ファイル管理、(2)配列環境の特徴解析、(3)三次元構造表示の各モジュールから構成される。ファイル管理モジュールではペプチドセグメントデータがもつアミノ酸配列や二面角配座パターンクラスの帰属、PDBファイル中の二次構造帰属など様々な構造情報の一括表示やデータセットの編集などを行うとともに、他のモジュールを起動する。特徴解析モジュールでは、指定した特性値に基づき、アミノ酸の配列環境をカラーセルにより表示することが可能である。また、種々の物理化学的特性値にもとづく類似性評価の機能を含む。一方、構造表示モジュールでは主鎖の三次元構造表示を行うことができる。表示構造の回転変換や構造重ね合わせ表示の機能も含む。尚、本システムはUNIXワークステーション上でXウィンドウシステムをベースにC言語を用いて作成した。