膜タンパク質立体構造予測システム(MAKU)の開発とWWWへの公開

开发膜蛋白3D结构预测系统（MAKU）并在WWW上发表

基本信息

批准号：
08558077
负责人：
美宅成樹
金额：
$ 6.53万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08558077/
关键词：
膜タンパク質膜タンパク質判別膜貫通ヘリックス極性相互作用疎水性相互作用物理化学的予測インターネットサービス立体構造予測バイオインフォマティクスヒトゲノム計画プロテオーム解析アミノ酸配列情報大量解析二次構造予測インターネットホームページアミノ酸配列データベース

项目摘要

大腸菌では約4000の遺伝子でできており、ヒトの場合は数万ないし10万の遺伝子でできている。それぞれの遺伝子はタンパク質をコードしており、それぞれのタンパク質は機能を持った分子機械となっている。そして、各タンパク質は固有の構造を持っており、それによって多様な機能を発揮している。そこで研究では全体の約1/4に相当する膜タンパク質を対象として膜タンパク質の判別と構造を予測する方法を開発した。膜タンパク質の判別の問題では、3つのパラメータ(ヘリックス領域の平均疎水性値、平均両親媒性値、タンパク質全体の大きさ)を用いると、高精度の判別が可能だということが示された。約500個の構造の分かったタンパク質を用いて判別制度を調べた結果、膜タンパク質の判別では99%、膜貫通ヘリックスの判別では96%の精度が得られた。7本の膜貫通ヘリックスを持つ膜タンパク質における膜貫通ヘリックス配置問題においては、極性の側面ができるだけ向き合うように配置することによってユニークな配置をするという極性ジグソーパズルの考え方を基本とした。任意の構造を生成できるようにするために、三角格子モデルをテンプレートとした。これによって、膜貫通ヘリックスの配置、方向、傾きなどがエネルギー最小構造として決定できる。実験的に構造が分かっているバクテリオロドプシンに対してこの方法を適用したところ、非常に良く似た構造が予測された。本研究では、膜タンパク質における様々な構造の特徴にはそれぞれを特徴づける相互作用があって、それを適切に取り込めば構造予測が可能であるということを示している。

在大肠杆菌中，它由大约4,000个基因组成，而在人类中，它由数万到100,000个基因组成。每个基因编码蛋白质，每个蛋白质都是功能性分子机。每种蛋白质都有一个独特的结构，可以表现出多种功能。因此，该研究开发了一种区分和预测膜蛋白结构的方法，该方法对应于总数的四分之一。在区分膜蛋白的问题中，证明可以通过使用三个参数（螺旋区域的平均疏水性值，平均两亲性值和总体蛋白质大小）来实现高度准确的歧视。在使用大约500种具有已知结构的蛋白质检查歧视系统后，我们发现膜蛋白的精度为99％，跨膜螺旋歧视的精度为96％。具有七个跨膜螺旋的膜蛋白的跨膜螺旋排列问题基于极地拼图拼图的概念，在这种概念上，极地方面的排列尽可能不同，从而使它们独特地排列。三角晶格模型是允许创建任何结构的模板。这允许跨膜螺旋的排列，方向，倾斜等确定为最小能量结构。当将此方法应用于具有实验结构的细菌紫红素时，它预测了非常相似的结构。这项研究表明，膜蛋白的各种结构特征具有表征每个结构的相互作用，如果适当地纳入了结构预测。