Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

ゲノム塩基配列から推定されるアミノ酸配列がどのような機能のタンパク質であるかを知ることが、ゲノム生物学の重要な課題である。各タンパク質の機能同定を実験的に行うには、機能未知タンパク質のアミノ酸配列情報が膨大であるため、コンピュータによる機能の推定が重要となる。本研究課題では、タンパク質の機能を担うアミノ酸残基をシミュレーションなどで同定し、その残基の進化的保存性から共通祖先由来タンパク質の機能類似性を推定し、ゲノム機能アノテーションを向上することを目指した。その結果、DNA修復関連タンパク質のデータベース開発、DNA修復関連タンパク質であるMutTのアノテーション高度化、DNA修復関連タンパク質RuvAのアノテーション高度化、およびDNA修復関連タンパク質DNAポトリアーゼのアノテーションの高度化を実行することができた。特にDNAポトリアーゼの場合は、分子進化におけるアミノ酸残基の保存性と分子動力学計算により判明する電子伝達経路との問に強い連関があることを見いだせた。分子動力学計算の結果、DNAポトリアーゼの電子伝達経路において、ある1残基がかなめになっていることがわかったが、その1残基はDNAポトリアーゼを含むタンパク質ファミリーでは保存されてない。その残基の保存性によって、DNAポトリアーゼファミリーにふくまれるタンパク質を二分することができ、このふたつのグループは、現在までに実験的に判明しているファミリー内のタンパク質機能部類と1つの例外を除いて完全に一致することがわかった。ひとつだけ存在する分類の不一致は、いくつかの証拠から、実験的な機能同定の間違いであることが示唆され、DNAポトリアーゼファミリーのアノテーションを向上することができた。

【研究分担者】
石田恒	独立行政法人日本原子力研究開発機構	量子ビーム応用研究部門	研究職	(Kakenデータベース)
樋口真理子	独立行政法人日本原子力研究開発機構	量子ビーム応用研究部門	博士研究員	(Kakenデータベース)