分子量が1億ダルトンに及ぶ生体超分子の構造解析を可能とするソフトウェアの開発

开发可对分子量1亿道尔顿的生物超分子进行结构分析的软件

• 批准号: 20051001
• 负责人: 姚 閔
• 金额: $ 4.74万
• 依托单位: Hokkaido 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20051001/
• 关键词: 生体超分子; 自動精密化; ソフトウェア; 構造解析; アルゴリズム; Lafire

巨大超分子の構造解析を行うためには,ソフトウエアの点からも,様々な新技術の開発が必要不可欠である.新技術を最も必要とするプロセスの1つとして構造の精密化がある.通常,精密化する際のマニュアルフィッティングは人の熟練度にかなり依存し,時間もかかる.分子量数万Da(100-1000残基)の蛋白質の精密化でさえも数週間から数ヶ月かかり,分子量数十万から数百万の超分子構造の精密化では,さらに数十倍の時間と労力が必要になる.分子量1億Daの超分子構造の精密化では,数百万残基を取り扱うことになり,マニュアルによるフィッティングはもはや不可能である.そこで,我々は巨大超分子の自動精密化ソフトsuper_LAFIREを開発した.昨年度に,super_LAFIREを用いて,本特定領域の班員の巨大分子Vaultの構造解析に協力し,実際に巨大分子の精密化をしながら,3.5A以下の低分解能での巨大分子Vaultの精密化方法の検討を行い,分子量が1千万Daを超える巨大分子の精密な結晶構造解析に成功した. Vaultは分子量が100MDaを超え,得られた結晶の非対称単位中に861残基の分子が39個,合計32955残基存在する.これまで,vaultのような巨大分子の精密化を通常のようにマニュアルフィッティングしながら行うのはほぼ不可能であった.そこで,super_LAFIREを用いて,最終的に,1分子につき812残基まで構築し,Rfree/R因子が33%/31%まで半自動的に精密化することができた.本年度は,そのVaultの自動精密化の過程に実感した問題,モデル修正の効率,特に分子置換法により得られた構造(断片的に)のずれが大きい,あるいは分解能が低い場合のフィッティングの効率について,構造解析の実例を用いて改善を行った.さらに,使いやすくするために,LAFIREのグラフィックスユーザインタフェースも開発し,Linuxバージョンだけではなく,Windows, Macintosh用のLAFIREも作成した.

Structure Analysis of Giant Supermolecules It is necessary to make the structure more precise and precise. Normally, Sophistication and proficiency of people It depends on time. The precision of proteins with molecular weights of tens of thousands Da (100-1000 residues) can be refined in a matter of weeks or months. The supramolecular structure with a molecular weight of hundreds of thousands or millions is required to be refined and the time required is tens of times. The supramolecular structure with a molecular weight of 100 million Da is necessary.のPrecision, millions of residues, りうことになり, Malinoルによるフィッティングはもはやimpossibleである.そこで,我々はThe automatic precision of the giant supermolecule super_LAFIREを开発した.Last year's に,super_LAFIREを用いて,this Collaboration of structure analysis and structural analysis of giant molecule Vault, team members in specific fields, precision of giant molecules, and low decomposition energy below 3.5A The precision method of the giant molecule Vault was carried out, and the molecular weight of 10 million Da was super high, and the precise crystal structure analysis of the giant molecule was successfully carried out. The molecular weight of Vault is 100MDa, and the obtained crystallized non-symmetrical molecules contain 861 residues in the unit position, with 39 molecules. A total of 32955 residues existフィッティングしながら行うのはほぼimpossibleであった.そこで,super_LAFIREを用いて,finally The structure of 1 molecule is 812 residues, Rfree/R factor is 33%/31%, it is semi-automatic and precise.ることができた. This year, the automatic refinement process of そのVault has a sense of problem and the efficiency of モデル correction is special.にMolecular replacement method により られた structure (fragmented に) のずれがきい, あるいは decomposition energy が low い occasion のフィッティングのefficiencyについて,structural analysisの実 Exampleを用いてimprovingを行った.さらに,用いやすくするために,LAFIREのグラフィックスユーザインタフェースも开発し,Linuxバージョンだけではなく,Windows, Made with のLAFIREも for Macintosh.

项目成果

The structure of alanyl-tRNA synthetase with editing domain

具有编辑域的丙氨酰-tRNA合成酶的结构

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 106
• 作者: M.Sokabe;et al.
• 通讯作者: et al.

Structural and Functional Characterization of the LldR from Corynebacterium glutamicum : a Transcriptional Repressor Involved in 1-Lactate and Sugar Utilization

谷氨酸棒杆菌 LldR 的结构和功能表征：参与 1-乳酸和糖利用的转录抑制子

• 发表时间: 2008
• 期刊: Nucleic Acid Research 36
• 作者: 松岳大輔;中迫雅由;Takao Naganuma;Sarin Chimnaronk;Masaaki Sokabe;Sarin Chimnaronk;Hideaki Tanaka;Y-G Gao
• 通讯作者: Y-G Gao

Structural Basis for Translation Factor Recruitment to the Eukaryotic/Archaeal Ribosomes

• DOI: 10.1074/jbc.m109.068098
• 发表时间: 2010-02-12
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Naganuma, Takao;Nomura, Naoko;Tanaka, Isao
• 通讯作者: Tanaka, Isao

Protein crystallography and structure-based drug design

蛋白质晶体学和基于结构的药物设计

• 发表时间: 2009
• 作者: 松岳大輔;中迫雅由;Takao Naganuma;Sarin Chimnaronk;Masaaki Sokabe;Sarin Chimnaronk;Hideaki Tanaka;Y-G Gao;Momoyo Kitamura;Yoshikazu Tanaka;Min Yao
• 通讯作者: Min Yao

Automated refinement for protein crystallography : LAFIRE

蛋白质晶体学的自动精修：LAFIRE

• 发表时间: 2008
• 作者: 松岳大輔;中迫雅由;Takao Naganuma;Sarin Chimnaronk;Masaaki Sokabe;Sarin Chimnaronk;Hideaki Tanaka;Y-G Gao;Momoyo Kitamura;Yoshikazu Tanaka;Min Yao;Yao Min
• 通讯作者: Yao Min