Amino acid residue doublet propensity in the protein-RNA interface and its application to RNA interface prediction

タンパク質とRNA界面におけるアミノ酸残基2体頻度とそのRNA相互作用部位予測への適用

Kim, O. T. P.*; 由良 敬; 郷 信広

Kim, O. T. P.*; Yura, Kei; Go, Nobuhiro

タンパク質とRNAとの相互作用は、RNAの転写,加工,修復などの場面でみられる。RNAはタンパク質のどのような部分と相互作用するのかよく研究されていない。そこで、86個の原子分解能タンパク質-RNA相互作用構造データを用いて、相互作用部位の傾向を調べた。特にわれわれは新しい統計解析法としてタンパク質表面にあるアミノ酸残基のペアがどのようにRNAと相互作用するのかを解析した。これで得られた統計量を利用して、タンパク質の表面のどの部分にRNAが相互作用するかを推定することもかなり高い精度でできるようになった。

Protein-RNA interactions play essential roles in a number of regulatory mechanisms for gene expression such as RNA splicing, transport, translation and post-transcriptional control. As the number of available protein-RNA complex three-dimensional (3D) structures has increased, it is now possible to statistically examine protein-RNA interactions based on 3D structures. We performed computational analyses of 86 representative protein-RNA complexes retrieved from the Protein Data Bank. Interface residue propensity was calculated for each amino acid residue type (residue singlet interface propensity). In addition to the residue singlet propensity, we introduce a new residue doublet interface propensity. The residue doublet interface propensity contains much more information than the sum of two singlet propensities alone. The prediction of the RNA interface using the two types of propensities plus a position-specific multiple sequence profile can achieve a specificity of about 80 percent.