A1-1 データベースの構築とホモロジーモデリングによる機能推定の支援

測定データのウェブデータベース構築、タンパク質の立体構造モデリング、タンパク質の機能推定

[1] 支援担当者

[2] 支援技術の概要

• 多くの数値／文字データのデータベース化と、データベースからの知識発見解析

• 研究対象としているタンパク質の立体構造モデリングと機能残基の推定

[3] 支援技術の利用例

• MySQLやPostgreSQL、PHP、Pythonなどを利用したWeb公開型データベースの構築とデータベースにもとづくデータの解析（ケーススタディー）
• 独自のアラインメント技術を用いた遠縁タンパク質をテンプレートとしたホモロジーモデリング
• ホモロジーモデリング構造に基づくタンパク質の機能部位予測。特にRNAとの相互作用残基の推定
• DNAの点変異がもたらすタンパク質構造変化の推定と疾患発症機構の推定など

[4] 支援担当者の研究概要

• ABCトランスポートの多数の立体構造情報と遺伝子のミスセンス情報を組み合わせることで、ミスセンス変異がタンパク質の動的構造の要部分に存在することを見いだした(Sakamoto M., Suzuki H., Yura, K. (2019) Biophysics and Physicobiology, 16, 68-79.)。
• 神経細胞で発現する遺伝子情報を解析し、細胞の形態変化に関与する遺伝子候補を抽出した。その結果に基づく実験により、ほ乳類脳の層構造形成に関与する遺伝子群を特定した(Ohtaka-Maruyama C., ... Yura, K., ... Maeda, N. (2018) Science, 360, 313-317.)。
• ヒトデのアポトーシス関連タンパク質の立体構造をモデリングし、ほ乳類のアポトーシス機構との構造的および機能的差異を推定した(Tamura, R., ... Yura, K., Chiba, K. (2018) Scientific Reports, 1611.)。
• Autophagy関連タンパク質を収集したデータベースを公開開始した(Mizutani, H., Sugawara, H., ... Yura, K. (2017) BMC Structural Biology, 17, 4.)。
• 遺伝子発現データを解析し、異なる環境におかれた生物に、どのような変化が起こっているかを推定した(Masakiyo, Y., … Yura, K., Shimada, S. (2016) Algal Resources, 9, 61-76.)。
• 様々な公共データベースを連結し、新しい知見を発見するためのアプリケーションを開発した。その上でどのような知見が抽出できるかをケーススタディーした (Gojobori, T., … Yura, K. (2016) Structural and Functional Genomics, 17(4), 69-81.) 。
• タンパク質の複合体界面がどのように進化してきたかを複合体構造データに基づき解析し、タンパク質複合体構造予測に適用した (Aoto, S., Yura, K., (2015) Biophysics and Physicobiology, 12, 103-116.) 。
• 化学合成された低分子が、核内受容体にどのような構造で相互作用しているかを推定した (Inoue, K., … Yura, K., … Tanatani, A. (2015) European Journal of Medicinal Chemistry. 102, 310-319.) 。
• 立体構造未知のタンパク質において、ホモロジーモデリング法で構造を推定し、特にループ構造の特徴に基づき、ターゲットとしているタンパク質固有の機能を推定した (Takahashi, K., … Yura, K., … Sakuta, M. (2015) Natural Product Communications, 10, 717-719.) 。
• ステロイド骨格をもつ低分子がタンパク質とどのように相互作用するかを、その複合体立体構造すべてを分類しパターンを抽出し上で、機能との相関を見いだした ( Hori-Tanaka, Y., Yura, K., … Tanaka, H. (2015) Steroids, 96, 81-88.) 。
• 過去に存在した転写因子のアミノ酸配列と立体構造を推定し、転写因子が結合するDNA配列と活性化ドメインの変化を推定した (Kamijyo, A., Yura, K., Ogura, A. (2015) Gene, 555, 73-79.) 。