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自由エネルギー地形計算に基づく蛋白質のモデル構造データベースの構築と応用

基于自由能形貌计算的蛋白质模型结构数据库的构建及应用

基本信息

批准号：
12208029
负责人：
中村春木
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

项目摘要

ゲノム情報から対応する蛋白質の立体構造情報を抽出し、その立体構造に基づく生化学的機能の理解が求められている。蛋白質ファミリー代表の立体構造から、相同性の低い部位やフレキシブルな部位の立体構造モデリングを行うことは、本質的に困難である。本研究の研究代表者である中村らによって最近開発された、構造サンプリングによる分子構造の自由エネルギー地形を描く新しいシミュレーション手法によって、これら部分構造の信頼性の高いモデルを作成することが目的である。一方、分子表面の形状と物性の見地から蛋白質の分類・整理することにより、蛋白質の構造と分子機能への関連付けをすることが、もう一つの目的である。構造サンプリングによる演繹的なモデリング手法の開発を進めた。計算結果を大きく左右するポテンシャル関数に対して、ペプチドフラグメントに対する実験との対比を行い、力場の有効性を考察するとともに、ab initio量子化学計算による補正手法を提案した。その結果、10残基程度の長いペプチド・フラグメントに対し、実験と一致する自由エネルギー地形を描くことができた。構造サンプリングによる演繹的なモデリング手法は、リガンド結合によって構造変化を起こす場合に対しても有効であることが確認できた。一方、蛋白質の分子表面電位、疎水性・親水性等にも対応づけられた表面形状をカラーで図示し、electrostatic-surface of Functional site(eF-site)と呼ぶデータベースを作成し、インターネット上で公開した。描かれたeF-siteの表面図形を客観的に識別し、表面の分類を行うため、分子表面の高速識別手法として、グラフ理論を基にしたクリーク探索手法用いて解析する手法を開発し、同一の抗原に結合する抗体の識別や、セリン・プロテアーゼの活性部位を異なるフォールド上で認識できることができた。

To extract information about the three-dimensional structure of proteins, to understand the basic biochemical functions of proteins, The three-dimensional structure of protein is different from that of protein in the lower part of identity. The representative of this study is to create a new method of molecular structure free evolution based on recent developments and structural changes. The relationship between protein structure and molecular function is discussed. The development of the structure and the deduction of the structure and the deduction of the structure are discussed. The calculation results show that there is a large number of problems in quantum chemistry calculation. The results are as follows: 10 residues long, 10 residues short, 10 residues long, 10 residues short. The structure of the structure is different from the structure of the structure. The molecular surface potential, water content, hydrophilicity of a protein, etc. are related to the surface shape, electrostatic-surface of Functional site(eF-site), and the formation of functional site. Identification of the surface profile of the molecule, classification of the surface, rapid identification of the molecular surface, theoretical basis, exploration of the method of analysis, identification of the active site of the antibody bound to the same antigen, identification of the active site, identification of the active site.