分子機能情報学分野 平成31年度の学生募集をします

産業技術総合研究所(台場)

准教授: 富井 健太郎
産業技術総合研究所(台場)
E-mail: k-tomii{at}aist.go.jp
研究室HP

研究紹介

【キーワード】タンパク質立体構造予測、構造比較、機能推定、創薬、配列情報解析

生体高分子の配列、構造、機能に関する多様かつ膨大な観測データが急激に蓄積されてきている。当研究室では、こうしたデータを利用した新たな生物学的知識の獲得に向けた新規解析手法の開発や、それらを応用した研究を行っている。研究分野としては、以下に紹介する計算構造生物学や配列情報解析分野の研究が主体であるが、これらに限らず国内外の大学、研究機関の計算機・実験双方の研究者と共同で幅広い分野の研究を実施している。

タンパク質とタンパク質複合体の立体構造予測

 アミノ酸配列情報を利用したタンパク質立体構造予測に向け、高感度かつ高精度な類似性検索法の一つであるプロファイル比較法の開発を行っている(http://forteprtl.cbrc.jp/forte/)(図1)[1]。これまでに光架橋実験の結果との組み合わせによるTOM 複合体の構造と輸送機構に関するモデル提案[2]や、国際的な立体構造予測実験等に応用されている[3]。

高速・高精度のタンパク質基質結合部位の比較

タンパク質立体構造情報からの機能予測や創薬研究への応用を目指し、基質結合部位の網羅的比較を可能にする高速比較手法を津田研究室と共同開発し、その比較結果をまとめたデータベースPoSSuM を公開している(http://possum.cbrc.jp/PoSSuM/)[4]。また、結合部位のより簡潔な表現によっても、高精度比較が可能となることを示している[5]。

タンパク質の分子進化と設計

タンパク質の構造構築原理や分子進化の機構の解明に向け、従来の実測データを統合した新たな高感度アミノ酸置換行列MIQSを構築した[6]。国内外の配列比較ツールでの利用が進んでいる。また、プロファイル比較法を応用した単独で安定に存在し得るペプチドの探索も本田研究室と共同で行っている[7]。

研究体制、注意点など

研究室は産業技術総合研究所臨海副都心センター(お台場)内 にあり、学生の研究活動も主に同センターで行われる。

参考文献

  1. K. Tomii et al., FORTE: a profile-profile comparison tool for protein fold recognition. Bioinformatics (2004).
  2. T. Shiota et al., Molecular architecture of the active mitochondrial protein gate. Science (2015).
  3. T. Nakamura et al., Template-based quaternary structure prediction of proteins using enhanced profile-profile alignments. Proteins. (2017).
  4. J. Ito et al., PoSSuM v.2.0: data update and a new function for investigating ligand analogs and target pro- teinsofsmall-moleculedrugs. NAR (2015).
  5. T. Nakamura et al., Protein ligand-binding sitecompari- son by a reduced vector representation derived from multidimensional scaling of generalized description of binding sites. Methods (2016).
  6. K. Tomii et al., Systematic Exploration of an Efficient Amino Acid Substitution Matrix: MIQS. Methods in Molecular Biology (2016).
  7. K. Tomii et al., Convergent evolution in structural ele- ments of proteins investigated using cross profile analysis. BMC Bioinformatics (2012).


図1 プロファイル比較法FORTEの概念図

研究室紹介

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