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。

这项研究的第一个目的是“通过关注蛋白质表面氨基酸残基的取代，探索蛋白质表面相互作用表面的形成过程。”通过对去年的调查数据进行重建，得到了相互作用表面形成过程的三个分类，今年我们继续分析了属于“以残基替代为主”的26个家族。去年的结果显示，主要区域的形成过程中有两种模式被认为对蛋白质相互作用做出了特别大的贡献。换句话说，除了之前认为的“取代前暴露在表面的残基被更理想的残基取代”之外，“埋藏在蛋白质内部的优选残基突出到表面并相互作用” ”这是一个“加入动作面”的情况。受这个残基突出的影响，今年我们本来是要进行“用叠加的伪复合物进行比较分析（提前与原来的复合物分开，本来是单体，但是是同族的。”以二聚体为模板计算叠加产生的假二聚体结构并与原始复合物进行比较的方法）是由于残基的突出而使假复合物的亚基之间存在空间的方法事实证明我能做到，但执行得不太好。因此，作为替代方案，我们使用考虑旋转异构体的结构/序列适应度函数，该函数是我们实验室之前开发的，我们决定分析这是否有助于复合物的稳定性。通过使用该适合性函数，可以一次性评估原本计划单独分析的各种参数，例如疏水性和互补性，并且还可以量化每个残基的取代的影响。作为该分析的结果，我们发现在主要区域中对于相互作用重要的残基（热点）非常有限，并且与整个相互作用表面相比，Ile、Val、Tyr 等的取代更多。