遷移金属結合サイトデータベースの構築

Toward the construction of a database for metal binding sites in proteins

中村 建介

Nakamura, Kensuke

地球上の生物は環境中に存在する金属元素を巧みに利用しながら進化してきた。特に鉄,亜鉛,銅,マンガン,ニッケル,コバルト,バナジウム,モリブデンなどの遷移金属は必須元素として生命を維持するうえで欠かすことのできない機能を有している。遷移金属元素の多くは特定の蛋白質の結合サイトに配位結合した状態で存在し機能を発現している。近年、ゲノム配列の解読や蛋白質の機能解析の進展に伴い、生体内の微量元素の働きの重要性が再認識されつつある。遷移金属の機能と言っても、蛋白質構造の安定化や酸化還元による電荷移動媒体としての役割,触媒機能など多岐に渡るが、ゲノム配列上に記述された蛋白質をコードする遺伝子のすべてについて遷移金属結合の有無や、金属結合サイトの立体構造及び機能の詳細が明らかとなっているわけではない。遷移金属の生体内での役割についてより深い理解を得ることを目的として、PDB蛋白質立体構造データベース中にある遷移金属機能性サイトを網羅的に分類することを試みた。今回は分類の方法と作成したソフトウェア、既に分類を行ったデータと得られた知見について発表する。

All the living things on the earth have evolved exploiting metal elements in the environment. Transition metals such as iron, zinc, copper, manganese, nickel, cobalt, vanadium, molybdenum are essential to most organisms. Most of these transition metals in our body exist coordinating specific binding site in protein. Recently, the importance of these metal elements in biological system has been attracting attention from biologists. There are several biological function of these metal elements, such as the stabilization of protein structure, electron/oxygen transportation, redox mediator and catalysis. I intend to clarify the function of these metal binding proteins, by designing a database that include the all known local structure of metal binding sites in PDB (protein data bank). In this presentation, I will describe the policy of the database construction, applications developed for the database, and preliminary results.