マルチスケールモデルによるアミノ酸配列に記された大規模構造変化と動的機能

蛋白質のアミノ酸配列と立体構造の関連、さらにその進化過程を理解するための以下の研究を行った。1)蛋白質の立体構造予測手法の開発アミノ酸配列から蛋白質の立体構造を計算機によって予測する手法を開発した。開発した手法の性能を客観的に評価する目的で世界的な蛋白質立体構造予測コンテストCASP9に参加した。本手法はTBM部門で3位の成績であった。2)アミノ酸配列順序に依存しない立体構造比較アルゴリズムの開発CASP9で得た知見を生かし、蛋白質のアミノ酸配列順序に依存せずに立体構造を比較する手法を開発した。この手法による構造比較を用いると、既存の手法と比べ、比較精度が20%以上向上した。また、計算速度においても既存の最も高速なアルゴリズムと比較してもほとんど遜色がない。さらに、上記アルゴリズムを用いた既知蛋白質データベースの解析によって、蛋白質二次構造の空間的配置パターンの分類を行った。長い進化の結果である現状の蛋白質の二次構造配置パターンでは、ほぼ200残基以内のサイズの蛋白質の取りうるパターンは満たされているという結果を得た。さらに、この結果を応用することで蛋白質立体構造予測に向けての新たなアルゴリズムを提案した。新しいアルゴリズムでは、蛋白質鎖のつながりに依存せず蛋白質構造を構築する。この手法は現段階でCASP9時に予測困難であったターゲットをある程度構造構築することが可能となっている。この手法は平成24年度に行われるCASP10にてテストされる。

蛋白質のアミノ酸配列と立体構造の関連、さらにその進化過程を理解するための以下の研究を行った。1)蛋白質の立体構造予測手法の開発アミノ酸配列から蛋白質の立体構造を計算機によって予測する手法を開発した。開発した手法の性能を客観的に評価する目的で世界的な蛋白質立体構造予測コンテストCASP9に参加した。本手法はTBM部門で3位の成績であった。2)アミノ酸配列順序に依存しない立体構造比較アルゴリズムの開発CASP9で得た知見を生かし、蛋白質のアミノ酸配列順序に依存せずに立体構造を比較する手法を開発した。この手法による構造比較を用いると、既存の手法と比べ、比較精度が20%以上向上した。また、計算速度においても既存の最も高速なアルゴリズムと比較してもほとんど遜色がない。さらに、上記アルゴリズムを用いた既知蛋白質データベースの解析によって、蛋白質二次構造の空間的配置パターンの分類を行った。長い進化の結果である現状の蛋白質の二次構造配置パターンでは、ほぼ200残基以内のサイズの蛋白質の取りうるパターンは満たされているという結果を得た。さらに、この結果を応用することで蛋白質立体構造予測に向けての新たなアルゴリズムを提案した。新しいアルゴリズムでは、蛋白質鎖のつながりに依存せず蛋白質構造を構築する。この手法は現段階でCASP9時に予測困難であったターゲットをある程度構造構築することが可能となっている。この手法は平成24年度に行われるCASP10にてテストされる。