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タンパク質の局所構造情報を利用したab initio立体構造・機能予測手法の開発

利用蛋白质局部结构信息开发从头算三维结构/功能预测方法

基本信息

批准号：
12208014
负责人：
清水謙多郎
金额：
--
依托单位：
The University of Tokyo
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-12208014/
关键词：
タンパク質構造予測アミノ酸配列 BLOSUM 統計ポテンシャル配列類似度

项目摘要

本年度は、構造データベースから抽出したタンパク質の局所構造情報に基づく、ab initio立体構造予測手法の開発を行った。本手法では、まず、構造未知のアミノ酸配列(ターゲットのアミノ酸配列)に対して、連続10残基前後の部分配列に区切り、その部分配列がとり得る局所構造をそれぞれに当てはめ、全体構造を構築する。部分配列および局所構造はオーバラップして組み合わせることで、多様な構造を候補として選び出す。次に、選び出した多数の構造群に対して、全体構造の「タンパク質らしさ」を表現する統計ポテンシャルを計算し,その最小化を行って予測構造を求める。本手法では、部分配列がとり得る局所構造をどう選び出すかが、全体構造の探索を絞り込む上で非常に重要である。そこで、切り出した部分配列と類似性の高い配列の中心の残基がとる主鎖二面角の分布を構造データベースの情報をもとに解析し、より高い確率で正解の二面角付近をサンプリングできるような二面角の確率分布の生成を試みた。部分配列の「類似度」には、(1)ハミング距離、(2)PAM、(3)BLOSUM、(4)HSSPによるマルチプルアライメント(類似構造をとる配列群をアライメントしたもの)の4つの尺度を適用し、これらの類似度をもとに、予測構造の主鎖二面角分布を作成した。All-αのタンパク質SinIとSinRについて構造予測を行ったところ、類似度としてBLOSUMを用いたときが最も良い結果を示し、正解構造とのRMSDがそれぞれ1.6Å、4.6Åという高い精度を達成することができた。局所構造を考慮した類似度と、α、βが混在した構造に対応できるような統計ポテンシャルの検討は、今後の課題である。

This year, the development of the ab initio three-dimensional structure prediction method was carried out. The method comprises the following steps of: dividing the partial arrangement before and after the 10 residues of the protein by the partial arrangement of the protein residues; and constructing the whole structure. Part of the structure of the allocation and distribution is composed of two parts: one part is composed of two parts and the other part is composed of two parts. For the second time, select the most structural groups, calculate the statistical parameters and minimize the predicted structure of the whole structure. This method is very important for the exploration of the whole structure. The analysis of the information on the structure of the dihedral angle of the partial alignment, the similarity of the residues in the center of the dihedral angle of the main lock, and the generation of the accuracy distribution of the dihedral angle of the positive solution with high accuracy. The similarity of partial arrangement is (1) the distance between two groups,(2)PAM,(3)BLOSUM,(4)HSSP,(4) the size of four groups,(5) the similarity of two groups, and (6) the dihedral angle distribution of the main lock of the predicted structure. All-α-based structure prediction is performed with high accuracy, similarity, BLOSUM, and RMSD of positive structure are 1.6 and 4.6 respectively. The structure of the bureau is considered to be similar, α and β are mixed, and the structure is related to the statistical analysis.