タンパク質-リガンド相互作用機構の包括的解析を目的とした情報科学的研究

旨在综合分析蛋白质-配体相互作用机制的信息科学研究

基本信息

批准号：
08J54073
负责人：
笠原浩太
金额：
$ 0.38万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J54073/
关键词：
タンパク質創薬データマイニング分子間相互作用

项目摘要

タンパク質立体構造データベースから、タンパク質と低分子化合物の結合について、原子レベルでの相互作用に関する情報を抽出し、抽出された情報を利用することで未知のタンパク質と低分子化合物の対についてその結合性を予測する手法を開発した。タンパク質と低分子化合物の原子レベルでの相互作用については、これまで化学者の直感に基づいて理解されることが多く、統一的、かつ明示的に計算機により利用可能な情報として定義され、情報科学的手法により扱われる事は少なかった。本研究ではタンパク質と低分子化合物をそれぞれ原子三つ単位の小さな断片として捉え、断片同士の相対的な位置関係を原子レベルでの相互作用と定義した。この定義に従い、既存のタンパク質立体構造データベースから既知の相互作用情報を抽出し、新たに相互作用データベースとして再編成を行った。さらに、未知のタンパク質、低分子化合物について、集められた様々な相互作用情報と同じ相互作用が起こる事を仮定していき、それらの相互作用の仮定からつじつまの合うものを選ぶことで、既知のデータから未知の相互作用を予測する手法を開発した。立体構造データが豊富に存在するタンパク質-ヌクレオチド複合体について検証計算を行った結果、十分な精度で相互作用の予測が可能である事が示された。これより、本予測手法の有用性が示されたとともに、原子レベルでの相互作用を表現するための情報として本研究により設計された三原子同士の相対配置情報が有用であることが示された。

从蛋白质三维结构数据库中，提取了有关蛋白质和低分子化合物的原子水平相互作用的信息，并使用了一对未知的蛋白质和低分子化合物。蛋白质的原子水平和低分子化合物的相互作用通常是根据化学家的直觉来理解的，并将其定义为统一并明确定义为可以由计算机使用的信息，而信息科学则很少处理。。在这项研究中，蛋白质和低分子化合物分别被视为三个原子中的小片段，并将片段之间的相对位置关系定义为原子水平上的相互作用。根据此定义，从现有的蛋白质三维结构数据库中提取已知的相互作用信息，并将其重组为交互数据库。此外，假设未知的蛋白质和低分子化合物具有与收集的各种相互作用信息相同的相互作用，并且从这些相互作用的假设中选择了一种相互作用的信息。具有三维结构数据丰富的蛋白质核苷酸复合物的验证和计算表明，它们可以以足够的精度预测相互作用。这显示了这种预测方法的有用性，本研究设计的三个原子的相对排列信息可作为在原子水平上表达相互作用的信息。