ゲノム配列データからファミリーを効率よく検索するシステム開発のための基盤研究

开发从基因组序列数据中高效搜索家族的系统的基础研究

• 批准号: 12206050
• 负责人: 山縣 ゆり子
• 金额: --
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12206050/
• 关键词: 3D-プロファイル; ファミリー予測法; 蛋白質の安定性; DNAグリコシラーゼ

ゲノム配列に書き込まれている未知蛋白質のアミノ酸配列から機能を解明することは、ポストゲノム計画の最重要課題である。3D-1D法はアミノ酸配列から立体構造を予測する最も有効な方法であるが、まだ予測確率は不十分である。3D-1D法の方法論はほぼ確立しているので、予測確率向上のためには、構造と配列の適応を評価する評価関数を精度の高いものとする必要がある。本研究は、我々が求めた立体構造安定性パラメータを考慮し、より高精度の評価関数(3D-1D法では3Dプロファイルのパラメータ)を考案し、ある基本立体構造(ファミリー)をとり得るアミノ酸配列を効率よく探す方法を開発することを目的とする。3Dプロファイルの評価は、我々が見いだしたアミノ酸配列の相同性の低いDNAグリコシラーゼスーパーファミリーのメンバーを効率よく検索できるか否かで行っている。Eisenbergらの方法で作成した3Dプロファイルと比較し、我々が定量化した水素結合の安定性パラメータを考慮し補正すると予測確率は上昇した。ファミリー構造の抽出の仕方を工夫すると、さらに予測確率は上昇した。しかし、既存の3D-1D法で予測できない2つのDNAグリコシラーゼの立体構造類似性予測にはまだ不十分である。現在、我々が新たに求めた分子内部の極性残基の効果を考慮することを試みている。尚、蛋白質の安定性に大きく影響する疎水性相互作用の効果についての考慮の仕方を検討中である。3D-1D法で見出されたシアノバクテリアのAlkAホモログORF(spAlkA)は本スーパーファミリーのメンバーの中で最小のアミノ酸残基からなる。これがグリコシラーゼ活性をもつとスーパーファミリーの最小立体構造が変わる。そこでspAlkAをクローニングし、BL21(DE3)中で発現させ蛋白質を調製したが、フォールドしないので機能する蛋白質でない可能性があることがわかった。

ゲ ノ ム match column に book き 込 ま れ て い る unknown protein の ア ミ ノ acid with column か ら function を interpret す る こ と は, ポ ス ト ゲ ノ ム project で の is the most important topics あ る. Method of 3 d - 1 d は ア ミ ノ acid with column か ら three-dimensional structure を be す る most も is sharper な method で あ る が, ま だ to measure of probabilistic は not quite で あ る. Method of 3 d - 1 d の methodology は ほ ぼ establish し て い る の で, can be truly rate upward の た め に は, tectonic と match column の optimum 応 を review 価 す る review 価 masato for high precision を の い も の と す る necessary が あ る. は, this study I 々 が o め た three-dimensional structure stability パ ラ メ ー タ を し, よ り high-precision の review 価 masato number (3 d - 1 d method で は 3 d プ ロ フ ァ イ ル の パ ラ メ ー タ) し を test case, あ る basic three-dimensional structure (フ ァ ミ リ ー) を と り must る ア ミ ノ acid with column を sharper rate よ く agent す method を open 発 す る こ と を purpose と す る. 3 d プ ロ フ ァ イ ル の review 価 は, I 々 が see い だ し た ア ミ ノ acid with low phase column の gay の い DNA グ リ コ シ ラ ー ゼ ス ー パ ー フ ァ ミ リ ー の メ ン バ ー を sharper rate よ く 検 cable で き る か no か で line っ て い る. Eisenberg ら の way で made し た 3 d プ ロ フ ァ イ ル と し, I 々 が quantitative し た water element combination の stability パ ラ メ ー タ を consider し corrected す る と to measure of probabilistic は rise し た. The ファ ファ リ リ リ ファ construction <s:1> extraction <s:1> method を time すると and さらに pre-measured accuracy <e:1> increase <s:1> た. し か し, existing の で 3 d - 1 d method to measure で き な い 2 つ の DNA グ リ コ シ ラ ー ゼ の three-dimensional structure similarity to measure に は ま だ not quite で あ る. Now, I 々が new たに to find the effect of <s:1> polar residues <e:1> inside the めた molecule を consider する とを とを try みて る る る. The <s:1> stability of proteins に has a significant impact on the する疎 water-borne interaction <e:1> effect に に て て て <s:1> considering the <s:1> formula を検 is suitable for である. Method of 3 d - 1 d で shows さ れ た シ ア ノ バ ク テ リ ア の AlkA ホ モ ロ グ ORF (spAlkA) は ス ー パ ー フ ァ ミ リ ー の メ ン バ ー の で in minimum の ア ミ ノ acid residues か ら な る. こ れ が グ リ コ シ ラ ー ゼ active を も つ と ス ー パ ー フ ァ ミ リ ー の minimum three-dimensional structure が - わ る. そ こ で spAlkA を ク ロ ー ニ ン グ し, BL21 (DE3) で 発 now さ せ protein を modulation し た が, フ ォ ー ル ド し な い の function of で す る protein で な い possibility が あ る こ と が わ か っ た.

项目成果

Jun Funahashi et al.: "Role of Surface Hydrophobic Residues in the Conformational Stability of Human Lysozyme at Three Different Positions"Biochemistry. 39・47. 14448-14456 (2000)

Jun Funahashi 等：“表面疏水性残基对人类溶菌酶在三个不同位置的构象稳定性的作用”生物化学 39・47（2000）。

Yuriko Yamagata et al.: "Entropic Stabilization of the Tryptophan Synthase α-Subunit from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus : X-ray Analysis and Calorimetry"Journal of Biological Chemistry. (In press). (2001)

Yuriko Yamagata 等人：“超嗜热菌色氨酸合酶 α-亚基的熵稳定：X 射线分析和量热法”《生物化学杂志》（2001 年出版）。

山縣ゆり子: "アミロイド線維形成機構解明の進展"ファルマシア. 37・2. 114-118 (2001)

山形百合子：“阐明淀粉样原纤维形成机制的进展” Pharmacia 37・2（2001）。

Katsuhide Yutani et al.: "The Process of Amyloid-like Fibril Formation by Methionine Aminopeptidase from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"Biochemistry. 39・10. 2769-2777 (2000)

Katsuhide Yutani 等人：“来自超嗜热菌激烈热球菌的类淀粉样原纤维形成过程”，生物化学 39・10（2000）。

Kazufumi Takano et al.: "Role of Amino Acid Residues at Turns in the Conformational Stability and Folding of Human Lysozyme"Biochemistry. 39・29. 8655-8665 (2000)

Kazufumi Takano 等：“氨基酸残基在人溶菌酶构象稳定性和折叠中的作用”生物化学 39・29（2000）。