酵素反応分類に基づく酵素反応予測システムの開発

代表研究者：　長野　希美　（（独）産業技術総合研究所　生命情報工学研究センター　主任研究員）

①目的

酵素という蛋白質は、生物の細胞内で様々な化学反応を助けています。従って、生物にとって必須の蛋白質で、薬の開発など産業応用にも重要で、５千種類以上あるとされています。薬の開発をする時、これらの酵素を機能別に分類しておく必要があります。現在では EC番号という分類が使われています。酵素の機能分類には蛋白質の立体的な形（立体構造）が重要なのですが、EC番号は立体的な形を考慮していないので、酵素の機能を正確に把握できません。しかし、専門家の目で見て手作業だけで立体的な形を分類するのは相当な労力を要します。そこで我々は、酵素の機能分類を省力化するために、酵素を自動的に分類するシステム「酵素反応予測システム」を新たに開発することを目指しています。

②研究概要

酵素に自動的に機能分類させるには、既存の酵素分類をコンピュータに教えておく必要があります。なぜなら、機能が分からない酵素がどのような機能を持っているか調べるには、機能が分かっている酵素のうち似た形を持ったものを探すからです。似た形を見つけるといっても、蛋白質全体の形を見るのではなく、酵素反応に関係がある部分(反応部位)だけ形が似ているか調べます。そのために、機能既知の酵素を反応部位だけ切り取ったテンプレートに変換しておきます。コンピュータはこのテンプレートと機能が分からない蛋白質を見比べて酵素反応を予測します。我々が開発しようとしている「酵素反応予測システム」はこのようなシステムです。

③研究概要図

④成果

● 蛋白質の配列から酵素の機能を予測するシステム、EzCat-BLASTを開発しました。酵素反応データベース・EzCatDBのみならず、Swiss-Prot/UniProtに登録されている酵素などの配列検索も行い、機能部位の保存度など表示することができます。
● 酵素反応データベース・EzCatDBの新規サイトとして、酵素反応についての情報を分かりやすい形式で公開しています。 Overview of EzCatDB[外部リンク]
● Fast Geometric Local Site Search System (仮名)：立体構造データベース（PDB）の ID を入力すると酵素活性部位テンプレートと類似した部位を表示する。

（2010/05/07更新）