ヘムのツボを押さえて使うための構造機能相関解析ツール「PyDISH」の開発

开发结构-功能关系分析工具“PyDISH”以定位和使用血红素指压点

基本信息

批准号：
21K14741
负责人：
兼松佑典
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、高機能性分子であるヘムの構造機能相関についてのより有用な解析手段を確立し、ヘムを含有するヘムタンパク質やヘム模倣材料の開発指針を提供することである。2年目にあたる当該年度はデータベースの自動更新の実装と、ヘム以外の補因子を持つタンパク質解析のための実装拡張を行った。1. 当該年度はデータベースの自動更新の実装: PyDISHプロジェクトの長期持続化のためにデータ自動更新法も確立させた。PyDISHの保有するデータの取得元である日本蛋白質構造データバンク(PDBj)におけるヘムタンパク質結晶構造データの更新を毎週自動的に検出し、PyDISHの公開データを自動的に更新するアルゴリズムをPythonによって実装し、PyDISHのサーバー上で稼働させた。またデータの取得元である日本蛋白質構造データバンク(PDBj)の仕様変更に柔軟に対応できるよう、自動更新アルゴリズムの簡潔化・汎用化を行った。2. ヘム以外の補因子を持つタンパク質解析のための実装拡張: ヘム以外のポルフィリン錯体などの解析のための機能拡張の一環として、ユーザが指定した任意のリガンドに対して統計解析を行うアルゴリズムを実装し、Google Colab上で公開した。これによってGoogleの提供する仮想サーバ上でヘム以外の分子を対象に、PyDISHと同様の解析を実行できるようになったのに加え、その場でニーズに応じて柔軟に機能拡張を施すことも可能になった。Google Colabを活用することは当初の計画には無かったが、「解析手法の開発」と「現物の開発」が互助的に促進するという研究目的には叶っていると考えている。

本研究的目的是建立一种更有用的方法来分析血红素这一高功能分子的结构与功能关系，并为血红素蛋白和含血红素模拟材料的开发提供指导。今年，即第二年，我们实现了数据库的自动更新，并将实施范围扩大到分析血红素以外的辅因子蛋白质。 1、本年度数据库自动更新的实现：为了PyDISH项目的长期可持续性，我们还建立了数据自动更新的方法。我们用Python实现了一种算法，可以自动检测PyDISH持有的数据来源日本蛋白质结构数据库（PDBj）中血红素蛋白质晶体结构数据的每周更新，并自动更新PyDISH的公共数据。在 PyDISH 服务器上运行它。此外，自动更新算法也得到了简化和通用化，可以灵活应对数据源日本蛋白质结构数据库（PDBj）规格的变化。 2. 具有血红素以外的辅因子的蛋白质分析的实现扩展：作为血红素以外的卟啉复合物分析功能增强的一部分，我们开发了一种算法，可以对用户指定的任意配体进行统计分析，并已实现并发布。在谷歌 Colab 上。这不仅使得在 Google 提供的虚拟服务器上对血红素以外的分子进行类似于 PyDISH 的分析成为可能，而且还可以根据需要进行现场灵活的功能扩展。虽然谷歌Colab的使用并不是原计划的一部分，但我们相信，相互促进分析方法发展和实际产品开发的研究目标已经达到。