三次元モチーフ構造の自動認識とゲノム情報解析への応用

三维基序结构自动识别及其在基因组信息分析中的应用

• 批准号: 09272211
• 负责人: 高橋 由雅
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09272211/
• 关键词: タンパク質; モチーフ探索; 三次アライメント; PDB; タンパク質の類似性

本研究は、局所三次元構造アライメントを基礎とする三次元モチーフ(厳密にはモチーフ候補部位)の自動認識手法の開発とそのゲノム情報解析への応用を目指すものであり、本年度研究ではタンパク質の三次元構造縮約表現をもとに、制約付き局所三次元構造アライメントを基礎とする三次元モチーフ候補部位の自動認識のためのアルゴリズムの開発を行った。特に、ここではhelixやstrandの二次構造セグメントを考慮した縮約表現されたタンバク質の三次元構造データをもとに、その距離行列で定義されるラベル付きグラフをもとに比較対象とする蛋白質間の最大共通う部分構造の自動認識プログラムとしてこれを実現した。作成したプログラムについては、Protein Data Bank(PDB)に収載されている三次元構造既知の二種のカルシュウム結合蛋白タンパク質を用いて本法の妥当性を検討した。Troponin C (PDBコード:1TOP)並びにParvalbumin(1PAL)を用いた試行実験の結果、探索時の距離の許容度(δ)をδ=3.0Aとした場合、カルシュウム結合部位であるEF-handモチーフを形成する1TOPのE131-S141及びF151-E159また1PALのD79-G89及びV99-I106の二つの直行するヘリックスセグメントをその最大共通部分構造として同定することができた。またδ=4.5Aでの探索の場合、二つのanti-parallel β-strandsとα-helices(1TOP:D36-S38,L42-M48,K55-V65,T72-D74.1PAL:F57-I58,F66-N69,D79-G89,I97-G98)からなる、より大きな共通部分構造を見出すことができた。

In this paper, the three-dimensional structure of the bureau is studied. This year's research aims to improve the quality of three-dimensional structure reduction performance and restrict the development of automatic recognition of candidate parts of three-dimensional structure. In particular, the maximum common partial structure among proteins is automatically recognized by the definition of the distance array between the helix and the strand. To investigate the appropriateness of this method, two kinds of known three-dimensional structures are listed in Protein Data Bank(PDB). Troponin C (PDB C:1TOP) and Parvalbumin(1PAL) are used in the trial results, the allowable distance (δ) during exploration is δ=3.0A, and the EF-hand structure is formed in the joint position of Troponin C (PDB C: 1TOP) and Parvalbumin (1PAL). The structure of the largest common part of Troponin C (PDB C: 1 TOP) and Parvalbumin (1 PAL) is determined. The common structure of two anti-parallel β-strands α-helices(1TOP:D36-S38,L42-M48,K55-V65,T72-D74.1PAL:F57-I58,F66-N69, D79-G89,I97-G98) is shown in δ=4.5A.

项目成果

Hiroaki Kato: "Three-dimensional structural feature search of proteins" Bull.Chem.soc.Jpn.,. 70. 1523-1529 (1997)

Hiroaki Kato：“蛋白质的三维结构特征搜索”Bull.Chem.soc.Jpn.，。

Hiroaki Kato: "SS3D-P2 : A three-dimensional substructure search program for Protein motifs based on secondary structure elements" Comput.Applic.Biosci.,. (印刷中).

Hiroaki Kato：“SS3D-P2：基于二级结构元素的蛋白质基序的三维子结构搜索程序”Comput.Application.Biosci.（正在出版）。