水溶性タンパク質の形態予測

水溶性蛋白质的形态预测

基本信息

批准号：
03J61541
负责人：
今井賢一郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質のアミノ酸配列には、立体構造を形成するための物理化学的なシグナルがあると考えられる。そこで、本研究では、アミノ酸配列の物理化学的な特徴を解析し、立体構造形成を特徴づけるシグナルを見出し、それらを組み合わせることでタンパク質の形態、立体構造予測を行うと共にタンパク質の立体構造形成メカニズムの解明を目標としている。そこで、まず、アミノ酸配列の電荷分布に注目した。独自に考案したアミノ酸配列上の電荷分布を解析できるCharge Density plotを用い、アナログタンパク質ペアのアミノ酸配列の電荷分布を比較したところ、電荷分布が類似したペアが存在し、電荷分布が類似した立体構造の形成において重要なシグナルであることがわかった。しかしながら、電荷分布の類似性だけでは、構造類似タンパク質を絞り込むことは難しい。そこで、次に新たな立体構造シグナルとして二次構造ブレイカに注目した。もし、二次構造のブレイクポイントを予測することができれば、立体構造情報として重要な二次構造の予測において重要な情報となる。二次構造のブレイカとしては、プロリン、グリシンが有名であるが、本研究ではこれに加え、新たに両親媒性残基のクラスタに注目した。そして、両親媒性クラスタの周りの配列の物理化学的な特徴を解析したところ、ヘリックスの周期的な特徴がなく、疎水性の低い両親媒性クラスタは、二次構造のブレイカとなることがわかった。そこで、プロリン、グリシンとあわせて二次構造のブレイカを定義したところ、89%の精度で二次構造のブレイカを予測でき、ループの70%をカバーすることができた。このように精度良く二次構造のブレイカを予測することがきた。これをもとに二次構造予測を行えば、二次構造をより明確に予測することができ、電荷分布の情報と組み合わせれば、アミノ酸配列から構造類似タンパク質を絞り込むことができると考えられる。

据认为，蛋白质的氨基酸序列包含形成三维结构的物理化学信号。因此，在这项研究中，目标是分析氨基酸序列的物理化学特征，找到表征三维结构形成的信号，并将它们结合在一起以预测蛋白质的形态和构象，并阐明蛋白质构素结构的机制。因此，首先，我们专注于氨基酸序列的电荷分布。使用允许您分析氨基酸序列的电荷分布的电荷密度图，我们比较了模拟蛋白质对的氨基酸序列的电荷分布，发现有相似电荷分布的对，并且电荷分布是形成相似三维结构的重要信号。但是，很难基于电荷分布的相似性来缩小结构相似的蛋白质。因此，我们接下来将重点放在二维结构信号上。如果可以预测二级结构的断点，则在预测二级结构时，它将成为重要的信息，这对于三维结构信息很重要。脯氨酸和甘氨酸在二级结构中以断裂物而闻名，但是在这项研究中，除此之外，我们还专注于两亲性残基的新簇。然后，分析了两亲晶体簇周围阵列的物理化学特征，并发现没有螺旋且低疏水性的两亲性簇是二级结构的破坏者。因此，当我们定义具有二级结构以及脯氨酸和甘氨酸的断路器时，我们能够预测具有二级结构的断路器，精度为89％，覆盖了循环的70％。这样，可以预测具有高精度的二级结构的断路器。基于此，可以对二级结构进行预测，以更清楚地预测二级结构，并且认为如果与电荷分布信息结合在一起，则可以将结构样蛋白从氨基酸序列范围缩小。