タンパク質の構造・機能・相互作用予測システムの開発と展開

代表研究者：　太田　元規　（名古屋大学大学院情報科学研究科教授）

①目的

これまでに高等生物のゲノム情報からタンパク質の立体構造、タンパク質の分子機能の情報を迅速に抽出するために、立体構造予測パイプラインと分子機能アノテーションシステムの作成を行った。作成したシステムにヒトゲノム由来の配列を入力し、その結果をSAHG（Structural Atlas of Human Genome）データベースに蓄積している。本研究では構造・機能アノテーションの質を高めるために、立体構造予測の精度を向上させるとともに複合体情報の充実を図る。

②研究概要

本研究はおおよそ４パートより構成される。１）従来法よりも高精度な立体構造予測法：確率的プロフィールアラインメント法を実装する。２）発現プロフィールやハブタンパク質データベースなどを活用することで、時間とともに変動するタンパク質複合体をモデリングしSAHGにとりこむ。３）既知複合体をまるごと構造アラインメントする方法を確立し、複合体分類データベースにまとめ、アノテーションに反映する。４）SAHG情報を活用して有用な低分子リガンド結合を検証する。

③研究概要図

④成果

これまでに、大量のタンパク質の発現プロフィール情報から、みかけの相関を示すものを取り除く方法を考案した。また、タンパク質複合体をまるごと比較するためのプログラムを試作し、構造比較が可能な複合体セットを利用して評価を実施している。これまでに開発した構造予測パイプラインは確率的プロフィール比較法を組み込む形で整備、拡張を行っている。機能予測結果を蓄積したSAHGデータベースを利用し、医学的に有用と思われるリガンド結合や相互作用について、順次実験的検証を行っている。