複合体界面の構造情報にもとづく新規タンパク質間相互作用予測法の開発

基于复杂界面结构信息的新型蛋白质-蛋白质相互作用预测方法的开发

• 批准号: 22K12249
• 负责人: 志鷹 真由子
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12249/
• 关键词: タンパク質間相互作用; 複合体界面; 立体構造予測

タンパク質間相互作用は創薬ターゲットとして重要である。タンパク質間相互作用のメカニズムなどを詳細に理解するためには、タンパク質複合体の立体構造情報が欠かせないが、実験的手法で得られる複合体構造の数には限りがあるのが現状である。したがって、コンピュータを用いて精度よくタンパク質複合体の立体構造を予測できる手法が必要となってくる。近年、タンパク質立体構造予測の研究分野においては、アミノ酸配列情報からその立体構造を高精度に予測するAlphaFold2が報告されるなどタンパク質の単体構造の予測精度向上が著しい。その後、タンパク質複合体の立体構造予測に対応したAlphaFold-Multimerも報告されている。そこで当該年度は、それら既存の手法を用いたタンパク質複合体の立体構造予測の結果にもとづき、実験構造と予測構造の比較などにより既存手法の予測精度の確認を行った。また、タンパク質間相互作用の理解には複合体の相互作用界面の構造情報が重要である。そこで、タンパク質複合体の相互作用界面における立体構造的特徴の解析などに用いるために、タンパク質複合体の実験構造のデータセットの作成を開始した。データセットの作成に際しては、複合体の界面構造の分類に関して調査を実施し、Protein Data Bankから取得したタンパク質複合体の実験構造に対し適用を試みている。相互作用界面に存在する水分子などのタンパク質以外の分子についても検討する予定である。

蛋白质-蛋白质相互作用作为药物靶点很重要。蛋白质复合物的三维结构信息对于详细了解蛋白质-蛋白质相互作用的机制至关重要，但目前通过实验方法可以获得的复杂结构的数量有限。因此，需要一种能够利用计算机准确预测蛋白质复合物三维结构的方法。近年来，在蛋白质3D结构预测研究领域，蛋白质简单结构预测的准确性有了显着提升，AlphaFold2的报道，可以根据氨基酸序列信息高精度预测蛋白质3D结构。随后，可以预测蛋白质复合物三维结构的AlphaFold-Multimer也被报道。因此，在本财年，基于使用这些现有方法预测蛋白质复合物三维结构的结果，我们通过比较实验结构和预测结构来确认现有方法的预测准确性。此外，复合物相互作用界面的结构信息对于理解蛋白质-蛋白质相互作用非常重要。因此，我们开始创建蛋白质复合物实验结构的数据集，用于分析蛋白质复合物相互作用界面的 3D 结构特征。在创建数据集时，我们对复合物界面结构的分类进行了调查，并尝试将其应用于从蛋白质数据库获得的蛋白质复合物的实验结构。我们还计划研究蛋白质以外的分子，例如存在于相互作用界面的水分子。