トポロジー類似性にもとづく膜貫通タンパク質機能の分類・予測

基于拓扑相似性的跨膜蛋白功能分类与预测

• 批准号: 15014203
• 负责人: 清水 俊夫
• 金额: $ 2.56万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15014203/
• 关键词: 膜貫通タンパク質; 膜貫通トポロジー; シグナルペプチド予測; 膜貫通トポロジー類似度; クラスタリング; 膜貫通トポロジー予測; 機能・構造の網羅的分類・同定; コンセンサス膜貫通トポロジー予測

文献から実験で決定された膜貫通(TM)トポロジーデータを抽出し、データベース(TMPDB)を構築した。TMPDBは現在、302エントリー(真核生物:114,原核生物:188)で構成されている(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/〜TMPDB)。このデータセットを基に、従来のTMトポロジー予測方の精度を10%以上も上回るコンセンサスTMトポロジー予測法(ConPred all)を開発した。さらに、予測が成立する配列数を抑える(20〜30%程度)ことによって、ほぼ100%の予測精度を実現させるもう一つのコンセンサス予測方(ConPred_elite)の開発も行った。これらを統合することによって、コンセンサスTMトポロジー予測システム(ConPred II)を構築し、インターネット上でのサービス公開を行っている(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/〜ConPred2)。また、(1)独自に開発したシグナルペプチド予測法DetecSigによるシグナルペプチドの検出と除去、(2)SOSUIによるTMタンパク質配列の判別予測、(3)ConPred allによるTMトポロジー予測、というトポロジー予測を高精度に行うステップを確立した。これを配列解読済みの原核ゲノム87種、真核ゲノム12種に対して適用し、高精度なTMトポロジー情報を大量に獲得した。これらのデータを詳細に解析し、プロテオーム中のTMタンパク質の割合、シグナルペプチド付きタンパク質の割合、TMセグメント本数分布などを明らかにした。また、対応するループ領域の長さの比較によって求められる「TMトポロジー類似度」に基づくクラスタリングを行い、TMタンパク質の機能・構造の網羅的分類・同定を行う方法の開発を行った。これによって、配列類似性のみでは24%に過ぎなかった機能の分類・同定率を60%にまで向上させることができた。

The paper discusses the construction of membrane penetration (TM) and membrane penetration (TMPDB). TMPDB is now, 302 (Eukaryote:114, Prokaryote:188)(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/~TMPDB). The accuracy of the prediction method is more than 10%. The prediction accuracy of 100% is achieved by reducing the number of columns (about 20 ~ 30%), and the prediction accuracy of 100% is achieved by reducing the number of columns. The system is integrated into the system, and the system is constructed and opened on the system (ConPred II)(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/~ConPred 2). (2)SOSUI (TM)(TM)()(TM)(TM)()()(TM)()(TM)()()()() 87 kinds of prokaryotic DNA and 12 kinds of eukaryotic DNA were obtained. The number distribution of the data in the database is analyzed in detail, and the quality of the data in the database is divided into two parts. The comparison of the length of the domain, the similarity of the domain, the classification of the function, the structure and the identity of the domain. 24% of the data are similar to each other, and 60% of the data are similar to each other.

项目成果

Nishio Takuhiro, Toshio Shimizu: "The cooperative binding of large ligands to a one-dimensional lattice : the steric hindrance effect"Biophysical Chemistry. 104・2. 501-508 (2003)

西尾卓宏、清水俊夫：“大配体与一维晶格的协同结合：空间位阻效应”生物物理化学104・2（2003）。

Kaoru Azumi, Toshio Shimizu: "Genomic analysis of immunity in a Urochordate and the emergence of the vertebrate immune system : "waiting for Godot""Immunogenetics. 55・8. 570-581 (2003)

安住薰、清水俊夫：“尾索动物免疫的基因组分析和脊椎动物免疫系统的出现：“等待戈多””免疫遗传学55・8（2003）。

Toshio Shimizu: "Internal gene duplication in the evolution of transmembrane proteins"Journal of Molecular Biology. (印刷中). (2004)

Toshio Shimizu：“跨膜蛋白进化中的内部基因复制”，分子生物学杂志（2004 年）。

Toshio Shimizu: "The cooperative binding of surfactant ions by small oligomers of opposite charge"The Journal of Physical Chemistry : B. 107・32. 8228-8231 (2003)

清水俊夫：“相反电荷的小寡聚物对表面活性剂离子的协同结合”物理化学杂志：B. 107・32（2003）。

Yasuhito Inoue, Toshio Shimizu: "Proteome-wide classification and identification of mammalian-type GPCRs by binary topology pattern"Computational Biology and Chemistry. 28・1. 39-49 (2004)

Yasuhito Inoue、Toshio Shimizu：“通过二元拓扑模式对哺乳动物型 GPCR 进行蛋白质组分类和识别”计算生物学和化学 28・1（2004）。