タンパク質間相互作用における相互作用面形成メカニズムの解明と複合体予測

阐明蛋白质-蛋白质相互作用中相互作用表面形成机制和复杂预测

基本信息

批准号：
07J10618
负责人：
西羽美
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の第一の目的は「タンパク質表面のアミノ酸残基の置換に着目することで、タンパク質表面での相互作用面の形成過程を探る」ことにある。昨年度に行った調査対象データの再構築を通じて得られた相互作用面形成過程の3分類のうち、本年度も引き続き「主に残基置換によるもの」に属する26ファミリーを中心に解析を進めた。昨年度の結果より、タンパク質の相互作用面で特に寄与が大きいと考えられる部分(primary area)の形成過程には、2つのパターンがあることが明らかになっている。すなわち従来考えられていた「置換前から表面に露出していた残基が、より好ましい残基へと置換される」ケースの他、「タンパク質内部に埋もれていた好ましい残基が表面へと突き出し相互作用面に加わる」ケースである。この残基の突き出しの影響をうけ、今年度行うはずであった「重ね合わせによる疑似複合体を用いた比較解析(あらかじめ本来の複合体とは別に、本来ならば単量体だが、同じファミリーの二量体をテンプレートとして重ね合わせで作った擬似二量体構造などを計算し、本来の複合体と比較する手法)」は、残基の突き出しの分だけ疑似複合体のサブユニット間に空間ができてしまい、うまく実行できないことが判明した。そこで、代替案として本研究室にて以前開発されたロータマーを加味した構造/配列適合性関数を用い、単量体と複合体との間に起こる各々の置換がどのように相互作用面、ひいては複合体の安定性に寄与しているかについての解析を行うこととした。この適合性関数を用いることで、本来個別に解析する予定であった疎水性度や相補性度といった各種のパラメータを一括して評価し、さらには残基一つ一つの置換の影響を定量化することができる。この解析の結果、相互作用に重要なごく限られた残基(ホットスポット)はprimary areaに多く、相互作用面全体に比べIle,Val,Tyr等への置換が多いといった傾向が得られた。

这项研究的主要目的是“通过重点关注蛋白质表面上氨基酸残基的取代，探索在蛋白质表面形成相互作用表面的过程”。在通过重建去年进行的数据进行的三类相互作用表面形成过程中，我们继续分析今年，重点关注26个家庭，这些家庭主要属于“残留替代”。去年的结果表明，在蛋白质相互作用方面，主要区域的形成过程中有两种模式。换句话说，除了先前构想的情况外，“在替代之前在表面暴露的残基被更喜欢的残基取代”和“埋在蛋白质内部的首选残基伸向表面并连接相互作用表面”。受这些残基的突出影响，“使用伪复合物使用叠加的比较分析（这种方法预先计算出来计算的，以计算使用相同家族的二聚体作为模板的二聚体进行的伪二聚体结构，这些模板最初是不可能的，并将其与原始的复合物进行比较）因此，作为替代方案，我们决定使用先前开发的结构/序列兼容功能，以考虑到该实验室中先前开发的旋转器，以分析单体和复合物之间的每种替换，从而有助于相互作用表面，并依次使用这种兼容性，诸如综合性的稳定性。可以单独评估可以集体评估，此外，可以量化每个残基的替代效果。该分析表明，对于相互作用而言，非常有限的残基（热点）在主要区域更为普遍，而对Ile，Val，Tyr等的替代则比整个相互作用表面更常见。