進化情報を利用したタンパク質立体構造中の近接残基の予測

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本課題では、マルチプルアライメントから得られるアミノ酸残基の相補的置換についての情報を利用して、タンパク質の立体構造中の近接残基ペアを予測することを目的としている。進化情報を利用する上で、アライメントに含めるアミノ酸配列データ間の分子系統関係を適切に取り入れることが必要となるが、その為の方法として、今年度は次の2つの方法の開発を試みた。(1)アライメントに含まれる配列データに、系統関係に従って重み付けする事によって、分子系統上の距離の影響を取り入れ、これを考慮した上で2次元のテーブル上で相補的置換を検証する。(2)祖先型アミノ酸を推定する事によって、アミノ酸残基の相補的置換を系統樹上で直接検証する。(1)については、開発をほぼ終了している。(2)についてはまだ十分なパフォーマンスが得られていず、開発作業の途中である。(1)の方法での、アライメント中の配列に対しての重みづけによって系統関係を取り扱うという方式により、相補的置換を利用しての近接残基予測法は大幅に簡略化された。また、配列に対しての重み付けの方法自体は、相補的置換の検証のみにとどまらず、アライメントを利用しての2次構造予測や、マルチプルアライメントの自動化プログラムの開発などに応用できるものである。今後の展開としては、アライメント中での配列に対しての重みづけと、単一の配列中の各々の残基部位におけるアミノ酸の保存性を組み合わせ、タンパク質中での「アミノ酸基の保存性」についての統一的な判断基準の設定を予定している。