Prediction of interfaces on biomolecules based on protein sequences and 3D structures

タンパク質立体構造情報と分子進化情報に基づく生体高分子相互作用部位の推定

由良 敬; Kim, O.*; 郷 信広

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

国際構造ゲノミクスプロジェクトにより、タンパク質立体構造座標情報が大量に産出されることになった。これらに基づいてタンパク質がどのようにして機能を発揮するかが明らかにできるはずである。機能の発現メカニズムを理解するためには、タンパク質のどの部分で機能が発現されているかを計算科学の手法で推定し、実験的に確かめる必要がある。そこでわれわれはいろいろなタンパク質の機能のうち、DNA/RNA/タンパク質との相互作用を取り上げた。これらの相互作用面を、タンパク質立体構造情報と分子進化情報に基づいて推定する方法を開発した。

Structural genomics projects have and are going to provide a huge number of atomic coordinates of protein three-dimensional (3D) structures, fundamental data to understand mechanisms of protein functions. To gain knowledge of biological functions of those proteins, we need to have computational methods to pinpoint functional residues and to launch collaborative experiments to specify the functions. Out of many types of biological functions, we are focusing on interactions between protein and RNA/DNA/proteins. Aiming to predict the whole complex structures, we, therefore, develop a method to predict the interfaces of macromolecules out of the single subunit structures, starting with protein-RNA complex. Prediction of RNA interface with two types of propensities plus a position-specific multiple sequence profile reached high specificity. The method was extended to DNA and protein interfaces, and achieved high performance in prediction.