ゲノム情報からのタンパク質構造の分類と予測

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ゲノムにコードされた全タンパク質を対象に、立体構造予測をはじめとする既存の配列データ解析ツールを動員した自動解析を行い、その結果をGTOPデータベースとして公開している。実験的に解明されるゲノム配列の増大にともない、GTOPに収録された生物種は昨年の70種から101種へと拡大した。なかでも真核生物では新たに分裂酵母、フグ、マウス(cDNA)を追加した。なお、これら以外に27種のファージも加えた。GTOPの応用研究としては、昨年行った大腸菌ゲノム中の偽遺伝子の同定に関する研究に続き、本年度は主に多細胞真核生物に的を絞り、選択的スプライシングによって生成されるタンパク質は立体構造的にみてどのような影響を受けるか、という問題意識のもとにデータ解析を行った。この研究では元データとなる完全長cDNA配列の信頼性に問題がある(実験エラーの可能性)ため解析が進めにくく、信頼が置けると思われる配列データのみに絞り込み、解析結果をまとめてつつある。第2のテーマとして、GTOPの構造予測結果をもとに、全ゲノム配列が決定されている生物種を対象に、ドメインの組合せパターンを網羅的に調べた。その中で特に原核生物が持つドメインの組合せパターンに着目して生物種間の比較を行った結果、エキソン・シャッフリングを起こし得ない原核生物の構造遺伝子でも進化の過程でドメインの組合せパターンが変化した例がいくつか見出された。第3のテーマとして、タンパク質の局所構造の性格をダイナミクスの観点から明らかにするために、基準振動解析を利用した研究を行った。具体的には、各基準振動モードについて、各原子ペアのゆらぎベクトルの内積をとり、正の相関が強い原子がそれぞれ一つの集合を構成するようクラスター化する方法を開発し、解析を行った。これによって、ダイナミクスの観点からタンパク質ドメインを定義することを可能とした。