蛋白質分子表面の形状と物性の類似性検索による機能予測法の開発

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今年度は高分子リガンド(タンパク質)を主な対象とした機能予測法の開発を行ってきた。この目的のためにまず、蛋白質相互作用面データベースの構築が必要であるが、X線結晶解析による複合体構造では、生理条件下の構造をとらえたものと、クリスタルパッキングによるアーティファクトが混在している。これらの特徴を捉え、自動的に生物学的に重要な相互作用面を同定する手法を開発するために、最初に生物学的な相互作用によって形成されている重複のない374ホモ相互作用面を、SCOPデータベースを用いて同定した。その後、特徴を抽出するために、これらの相互作用面を形成する2蛋白質間の回転対称に従って、ダイマー型、サイクリックオリゴマー型、巻き付き型の3タイプに分類した。さらにダイマー型に関しては、対称軸に対する相互作用面の広がり方向から、並行型、垂直型、均等型に分類を行った。そして、5タイプの型ごとに相互作用面における物性(静電ポテンシャル、疎水性度)と形状の相補性に関して解析を行ったところ、構造的分類と相互作用の特徴との間に、「並行型ダイマーは、疎水性相互作用が強く、一方、垂直型ダイマーは静電的相互作用が優先的である」及び「巻き付き型では疎水性相互作用と形状の相補性が強い」という傾向を見出すことができた。現在細かい点の詰めと論文としてまとめる準備をしている。また、ここで得られた相補性の解析手法を利用して、生物学的に意味のある面と結晶学的な面を区別する手法を開発し、ウェブサーバとして公開を開始した。