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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：
13208003
负责人：
清水謙多郎
金额：
$ 3.2万
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13208003/
关键词：
タンパク質構造予測アミノ酸配列 BLOSUM 統計ポテンシャル二次構造

项目摘要

本研究の目的は、構造既知のタンパク質とホモロジーがない場合にもて起用できるab initio立体構造予測手法を開発することにある。本手法の概要は以下の通りである。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9残基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。本年度は、部分配列がとり得る局所構造を効果的に抽出する手法として、配列のホモロジーと二次構造の類似性の両方を考慮した類似配列のとる局所構造を抽出する方式が効果的であることを示し、どちらの類似性をどれだけ重視するかを決める「重み」および類似と判断する「閾値」の最適な値を求めた。また、構造データベース(PDB)の情報を網羅的に解析することより、部分配列と局所構造との関係については、本手法で切り出す部分配列の長さが9残基のとき、ネイティブな構造をもっとも高い確率で抽出できることを示した。全体構造を評価する統計ポテンシャル関数については、回転半径に関するポテンシャルがとくにサイズの大きなタンパク質で効果的であることを示した。また、二次構造分類プログラムDSSPで用いている水素結合のポテンシャルを全体構造の評価に導入することで、昨年度までは困難だったβシート構造の再現が可能になった。ただし、αヘリックス、βシートが混在する大きなタンパク質で高い予測精度を達成するまでには至っておらず、次年度は、二次構造のパッキングに関するポテンシャルを導入するなど、統計ポテンシャルのさらなる改善を図る必要がある。

The purpose of this study is to use the ab initio three-dimensional structure prediction method to predict the structure of the known structural material in the case where the structure is known. The summary of this technique is as follows.まず, structurally unknown のアミノacid sequence (ターゲットのアミノacid sequence) に対して, partial assignment of 9 residues The layout of the area is divided into sections, the layout of the parts is divided into sections, and the overall structure is constructed. Part of the arrangement is that the bureau's structure is composed of the group's group, and the multi-organ structure's candidate is selected. Second time, the selection of the majority of the structure group, the overall structure of the "タンパクquality" Expression of statistics and calculation of statistics, minimization of predictions and construction of predictions. This year, some of the results of the layout of the layout and the results of the layout are drawn out, and the similarity of the layout of the layout and the secondary structure are taken into consideration.をThe であることをshowし and どちらのsimilarity をどれだけ that extracts the effect of the する法がするかをdeterminationめる『重み』および is similar to とJudgmentする『Threshold Value』のoptimalな値をquestめた.また, analysis of the information network of the structure データベース(PDB), にることより, partial arrangement and bureau structure とのrelations については, This method can cut out the partial arrangement of the long residues of the 9-residue structure and the structure of the structure, and extract the residues with high accuracy. Overall structure evaluation, statistics, statistics, number of closures, return radius, closures, etc.テンシャルがとくにサイズの大きなタンパクqualityでeffect的であることをshowした.また、Secondary structure classification プログラムDSSPで Use いているhydrogen combined のポテンシャルを overall structure It is possible to reproduce the structure of the previous year's difficulty and the difficulty of the previous year's review.ただし, αヘリックス, and βシートが are mixed with する大きなタンパクQuality and high prediction accuracy have been achieved from 2016 to 2016, the following yearは、Secondary structure のパッキングに关するポテンシャルを import するなど, statistical ポテンシャルのさらなるimproving を図るnecessary がある.