膜貫通トポロジー情報を利用した膜貫通タンパク質機能の網羅的分類・予測

利用跨膜拓扑信息对跨膜蛋白功能进行综合分类和预测

• 批准号: 16014202
• 负责人: 清水 俊夫
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hirosaki University
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16014202/
• 关键词: 膜貫通タンパク質; 膜貫通トポロジー; コンセンサス予測法; 網羅的機能分類・同定; クラスタリング; 膜貫通トポロジー類以性; 遺伝子内重複; 膜貫通トポロジー進化

文献から収集した確かな膜貫通(TM)トポロジーデータセットに対して、最大の予測精度を与える既存予測法の組み合せを決定した(ConPred_all及びConPred_elite)。ConPred_allは既存の予測法に比べて10%程度の精度向上、ConPred_eliteは予測対象を20-30%に限定することによってほぼ100%の予測精度を実現している。この2つを統合したConPred IIをインターネット上に公開した。88原核ゲノムから予測されるTMタンパク質配列約52,000配列を対象として、まず、BLAST検索及び配列一致度比較によって得られる機能注釈付けの割合を求めたところ、そのレベルは24%程度であった。TMトポロジー類似性に基づくクラスタリングを行うことによって、機能分類・同定の割合を61%のレベルにまで引き上げることができることを明らかにした。TMトポロジー類似性は、我々が新たに導入した概念であり、対応するループの長さを比較することによって簡単に求めるものである。また、このクラスタリングに用いられたTMトポロジー予測データは、ConPred IIを適用することによって得られたものである。さらに、88ゲノムから得られた52,000配列を対象として、そのTMトポロジー情報を利用した、配列内部分配列比較を行うことによって、遺伝子内重複によるTMトポロジー進化についても詳しく調べた。TMトポロジー進化には、二倍体型、準二倍体型、三倍体型、入れ子三倍体型、部分的重複など、様々なタイプが見いだされた。例えば、6回貫通型TMタンパク質は、2回型から2回重複を繰り返した3倍体型重複、4回貫通型からの部分的重複、入れ子3倍型重複によって進化したものであることが分った。また、7回貫通型TMタンパク質は、3回貫通型、4回貫通型、5回貫通型から進化したものである可能性があることを明らかにした。

Literature か ら 収 set し た か indeed な transmembrane (TM) ト ポ ロ ジ ー デ ー タ セ ッ ト に し seaborne て, maximum を の to measuring precision and え る existing in test method の group み close せ を decided し た (ConPred_all and び ConPred_elite). ConPred_all は existing の to measure method に than べ て の precision up 10%, ConPred_elite は be like を 20-30% of the seaborne に qualified す る こ と に よ っ て ほ ぼ 100% の to measuring precision を be presently し て い る. <s:1> を 2 を を are integrated on に たConPred IIを タ タ ネット ネット に public た た. 88 prokaryotic ゲ ノ ム か ら be さ れ る TM タ ン パ ク mass with column about 52000 column を like と seaborne し て, ま ず, BLAST 検 and び match column consistent comparison に よ っ て have ら れ る function note 釈 pay け の cut close を o め た と こ ろ, そ の レ ベ ル は 24% degree で あ っ た. TM ト ポ ロ ジ ー similarity に base づ く ク ラ ス タ リ ン グ を line う こ と に よ っ て, function classification, association with fixed の cut 61% を の レ ベ ル に ま で lead on き げ る こ と が で き る こ と を Ming ら か に し た. TM ト ポ ロ ジ ー similarity は, I 々 が new た に import し た concept で あ り, 応 seaborne す る ル ー プ の long さ を compare す る こ と に よ っ て Jane 単 に o め る も の で あ る. ま た, こ の ク ラ ス タ リ ン グ に with い ら れ た TM ト ポ ロ ジ ー be デ ー タ は, ConPred II を applicable す る こ と に よ っ て have ら れ た も の で あ る. さ ら に, 88 ゲ ノ ム か ら have ら れ た 52000 match column を like と seaborne し て, そ の TM ト ポ ロ ジ ー intelligence を using し た line, comparison with the internal distribution row を う こ と に よ っ て repeat inside, but 伝 に よ る TM ト ポ ロ ジ ー evolution に つ い て も detailed し く adjustable べ た. TM ト ポ ロ ジ ー evolution に は, diploid, quasi diploid, triploid, into the れ triploid, part of the repeat な ど, others 々 な タ イ プ が see い だ さ れ た. Example え ば type, 6 back through the TM タ ン パ ク は, type 2 back か ら 2 back to repeat を Qiao り return し た type size repeat 3 times, 4 back through か ら の part of repetitive type 3 times, into the れ に よ っ て evolution し た も の で あ る こ と が points っ た. ま た type, 7 back through the TM タ ン パ ク は, returning the penetration type, 4 (3) breakthrough, 5 back through か ら evolution し た も の で あ る possibility が あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Proteome-wide classification and identification of mammalian-type GPCRs by binary topology pattern

• DOI: 10.1016/j.compbiolchem.2003.11.003
• 发表时间: 2004-02-01
• 期刊: COMPUTATIONAL BIOLOGY AND CHEMISTRY
• 影响因子: 3.1
• 作者: Inoue, Y;Ikeda, M;Shimizu, J
• 通讯作者: Shimizu, J

Proteome-wide functional classification and identification of prokaryotic

原核生物的蛋白质组功能分类和鉴定

• 发表时间: 2004
• 期刊: Protein Science 13
• 作者: M.Arai;K.Okumura;M.Satake;T.Shimizu
• 通讯作者: T.Shimizu

ConPred_elite: a highly reliable approach to transmembrane topology prediction

• DOI: 10.1016/j.compbiolchem.2003.11.002
• 发表时间: 2004-02-01
• 期刊: COMPUTATIONAL BIOLOGY AND CHEMISTRY
• 影响因子: 3.1
• 作者: Xia, JX;Ikeda, M;Shimizu, T
• 通讯作者: Shimizu, T

Internal Gene Duplication in the Evolution of Prokaryotic Transmembrane

原核生物跨膜进化中的内部基因复制

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Molecular Biology 339巻
• 作者: T.Shimizu;H.Mitsuke;K.Noto;M.Arai
• 通讯作者: M.Arai

Evaluation of the color-coding method for searching tandem repeats in

用于搜索串联重复的颜色编码方法的评估

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chem-Bio Informatics Journal 4
• 作者: S.Mizuta;H.Munakata;A.Aimaiti;K.Oosawa;T.Shimizu
• 通讯作者: T.Shimizu