遺伝的アルゴリズムを用いたedge strandとcentral strandの判別法の開発

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概要

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• アルツハイマー病、パーキンソン病など様々な神経変性疾患はタンパク質が凝集して繊維状構造を取ることと関連しており、この凝集はタンパク質のβsheetの端が露出することにより引き起こされることがよく知られている。また人工的に設計されたβsheetを含むタンパク質がよく凝集するということもよく知られている。これらの現象は通常のタンパク質内のsheetの端に位置するstrand (edge strand)は他のstrandとの会合を妨げる仕組みを保持し、この仕組みを利用すれば、edge strandをβsheetの中央部のstrand (central strand)と区別することができることを示している。Edge strandとcentral strandを区別するということは、単にタンパク質の凝集を予測するという観点からだけではなく、βstrandの可能な配置パターンを減少させるという意味でタンパク質の立体構造の予測においても有意義なことである。本研究では、アミノ酸配列から得られる情報に基づいて、代表的なタンパク質ドメインから抜き出したedge strandとcentral strandを区別するために遺伝的アルゴリズムを用いた方法を開発した。立体構造的に類似していない564個のタンパク質ドメインから得た2882本および3098本のedge strandとcentral strandの配列データに対してstrandの長さ、bulge score, polarity, hydrophobicity, edge指向性といった特性を用いて各特性に対する重みが最適になるまでシミュレーションを繰り返した。その結果、strandの長さ、polarityおよびedge指向性を用いた際に、78.5%という判別精度を得ることができた。

著者

• 鈴木 博実

  明治大学農学部農芸化学科生物物理学研究室

• 鈴木 博実

  明治大・農

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