タンパク質のアミノ酸間平均距離統計を用いたゲノム配列解析法の開発

开发利用蛋白质氨基酸之间平均距离统计的基因组序列分析方法

基本信息

批准号：
12208043
负责人：
菊地武司
金额：
--
依托单位：
Kurashiki University of Science and the Arts
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ゲノム情報からタンパクドメインをコードする領域を精度よく予測することは、立体構造や機能の予測を行う前の段階として重要である。本研究では、タンパク既知タンパクより計算したアミノ酸間平均距離のデータに基づき定義されたコンタクトマップ(Average Distance Map,ADM)を用いてORFのドメイン領域の位置の予測法の開発を目的とする。また、タンパクドメインのフォールディング機構についても解析を行う。これは、アミノ酸配列からドメイン領域を予測するにあたり、配列の違いが立体構造の違いか、フォールデイング機構の違いかを判断するのに重要である。脂肪酸結合蛋白(1IFC)、レチノイン酸結合蛋白I(1CBI)、レチノイン酸結合蛋白II(1OPA)の3つの蛋白は立体構造が類似しているにも関わらずフォールディング機構が異なっている。今回は、ADM法をこの3つのタンパクに適用し(図参照)、マップの差異を解析した。その結果、ADMで予測されるコア領域間の相互作用の違いがフォールデイングの違いを反映することがわかった。さらに、本方法を実際のゲノム配列解析より得られたORFへの試みた。ここでは、国立遺伝学研究所で開発されたゲノム構造予測データベースGTOPのデータを利用した。このデータベースではPSI-BLASTによりORFのドメインの位置の推定が行われており、その検索結果と比較した。その結果、ADM法で予測したドメイン領域は、より小さい構造単位である構造ドメインを予測する傾向にあることがわかった。ADM法は、その全体のパターンはタンパクの最終立体構造情報を含むが、部分構造を細かく比較するとフォールディング機構の差異を予測することができる。また、ORFに適用した場合、構造単位の位置を予測するが、それが一つの機能単位に含まれるか、別の機能単位かを判別する方法がさらに必要がある。

从基因组信息中准确预测编码蛋白质结构域的区域是预测 3D 结构和功能之前的重要一步。本研究的目的是开发一种使用接触图（平均距离图，ADM）来预测 ORF 结构域位置的方法，该接触图是根据已知蛋白质计算出的氨基酸之间的平均距离数据定义的。我们还将分析蛋白质结构域的折叠机制。这对于从氨基酸序列预测结构域区域以及确定序列差异是否是由于三级结构或折叠机制的差异所致非常重要。脂肪酸结合蛋白 (1IFC)、视黄酸结合蛋白 I (1CBI) 和视黄酸结合蛋白 II (1OPA) 三种蛋白质尽管具有相似的三维结构，但具有不同的折叠机制。这次，我们将ADM方法应用于这三种蛋白质（见图）并分析了图谱的差异。结果，我们发现ADM预测的核心区域之间相互作用的差异反映了折叠的差异。此外，我们将此方法应用于从实际基因组序列分析中获得的 ORF。在这里，我们使用了国立遗传学研究所开发的基因组结构预测数据库GTOP的数据。在该数据库中，使用PSI-BLAST估计ORF域的位置，并对搜索结果进行比较。结果发现，ADM方法预测的域区域倾向于预测结构域，即较小的结构单元。在ADM方法中，整体图案包含蛋白质最终三维结构的信息，但可以通过详细比较部分结构来预测折叠机制的差异。此外，当应用于ORF时，可以预测结构单元的位置，但是需要一种方法来确定它是否包含在一个功能单元中或另一个功能单元中。