グリシンフィルタ縮約表現に基づくタンパク質三次元構造データマイニング

加藤 博明*, 近松 信一, 高橋 由雅, 阿部 英次

豊橋技術科学大学 知識情報工学系, 〒441-8580 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘1-1

(Received: November 24, 2004; Accepted for publication: February 7, 2005; Published on Web: April 1, 2005)

  本研究では、タンパク質中の主鎖や構成二次構造セグメントに沿った従来の立体構造表現とは異なる視点による三次元構造データマイニングを実現するため、グリシン残基の三次元配置に注目した新たな縮約表現(グリシンフィルタ)を定義した。また、筆者らが先に報告したグラフ論的なアプローチにもとづく三次元共通構造特徴の自動認識プログラムAIMを拡張し、三分子以上の複数タンパク質を対象とした特徴探索を可能とした。三つのdehydrogenaseタンパク質を対象に従来の二次構造セグメント単位ならびにグリシンフィルタでそれぞれ縮約表現して探索実験を試みたところ、いずれもNAD結合ドメインに関連する三次元共通構造特徴を正しく同定することができた。一方、nitrogenase中のNifH/frxCモチーフ部位に含まれる7個のグリシンの三次元幾何パターンをクエリーとして、PDBから抽出した1,300件のテストデータベースに対して三次元部分構造検索を試みたところ、hybrid cluster protein等のいくつかのタンパク質構造で、鉄-硫黄に関連するクラスタ周辺の類似の三次元構造特徴を見出すことができた。これらの結果はタンパク質三次元構造データマイニングにおける本法の有用性を示すものである。

キーワード: グリシンフィルタ, タンパク質モチーフ, 三次元共通構造特徴, 構造データマイニング, NAD結合ドメイン, 鉄-硫黄クラスタ


Abstract in English

Text in Japanese

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