粗視化タンパク質モデルを用いたタンパク質の折り畳み・構造・機能の研究

使用粗粒度蛋白质模型研究蛋白质折叠、结构和功能

基本信息

批准号：
02J09437
负责人：
千見寺浄慈
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J09437/
关键词：
タンパク質立体構造予測フラグメントアセンブリ法エネルギーランドスケープファネル理論局所構造タンパク質立体構造予測詳細釣り合いの条件フラグメント長エネルギー曲面タンパク質立体構造粗視化モデル詳細つりあいの条件マルチカノニカル

项目摘要

タンパク質が機能を果たす為には、タンパク質ごとに決まった構造に折り畳むことが必須である。立体構造はタンパク質を構成するアミノ酸配列情報にコードされていることから、種々の生物種のゲノムが明らかになりつつある今日、その塩基配列から本当に有益な情報を引き出すためには、その配列がコードしているタンパク質の立体構造、機能を知ることが不可欠である。このような背景において、昨年度に引き続きアミノ酸配列の情報のみからタンパク質立体構造を予測する、いわゆるDe Novo立体構造予測に取り組んできた。特に力を入れたのは、De Novo立体構造予測法において現時点で最も成功を収めている方法論であるフラグメント法が、なぜうまくいくのかを明らかにし、その見知を用いてより精度の良い立体構造予測法の構築や、タンパク質の立体構造構築原理を理解することを目指した。具体的にはまず、昨年度、我々が開発したリバーシブルフラグメントアセンブリ法を用いて、タンパク質のとりうるであろう構造空間を徹底的にしらべた。その結果、コンパクトな構造は極僅かしかなく、その僅かなコンパクト構造のなかに天然構造が存在していることがわかった。このことは、フラグメントアセンブリ法ではタンパク質の局所構造を適切に表現できていると考えられるから、タンパク質の局所構造にバイアスが存在する為に、とりうるコンパクトな構造は非常に制限されており極僅かしかないということがわかる。また、このことからなぜ本物のタンパク質のエネルギーランドスケープはファネル状になっているのかということも、局所的相互作用の観点から、局所構造の制限によって間違ったフォールドが禁止され、エネルギーランドスケープが滑らかになっているからであると理解される。

为了使蛋白质发挥其功能，每种蛋白质必须折叠成特定的结构。三维结构被编码在构成蛋白质的氨基酸序列信息中，因此在各种生物物种的基因组被揭示的今天，为了从核苷酸序列中提取真正有用的信息，有必要了解了解蛋白质的三维结构和功能至关重要。在此背景下，从去年开始，我们一直致力于所谓的De Novo三维结构预测，即仅根据氨基酸序列信息来预测蛋白质的三维结构。我们特别关注阐明目前最成功的从头三维结构预测方法的片段方法为何成功，并利用该知识创建更准确的三维结构，目的是构建一种预测方法。并了解构建蛋白质三维结构的原理。具体来说，去年，我们使用我们开发的可逆片段组装方法来彻底检查蛋白质可能的结构空间。结果发现，致密结构非常少，而自然结构就存在于这少数致密结构之中。这表明片段组装方法能够充分代表蛋白质的局部结构，但由于蛋白质的局部结构存在偏差，因此能够形成的致密结构的数量极其有限，而且非常少。事实证明只有一个。这也解释了为什么真实蛋白质的能量景观是漏斗形的。从局部相互作用的角度来看，局部结构约束阻止了不正确的折叠并使能量景观变得平滑。据了解，这是因为。