JP3073092B2 - Protein molecular structure analyzer - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は，蛋白質分子の個々の局
所構造間の相互作用が立体構造形成にどのように寄与を
しているかを評価するための蛋白質分子立体構造解析装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protein molecule three-dimensional structure analyzer for evaluating how the interaction between individual local structures of a protein molecule contributes to three-dimensional structure formation.
【０００２】多様な生命現象は，それぞれ特定の機能を
もつ多様な蛋白質分子の働きによって営まれている。蛋
白質分子は，多数のアミノ酸がその蛋白質に特有の順番
（アミノ酸配列）で線上に重合することにより合成され
た後，エネルギー的に安定なある特定の立体構造へと折
り畳まる。蛋白質の機能は，蛋白質がこのように特定の
立体構造を形成することによって発現される。[0002] Various life phenomena are operated by various protein molecules each having a specific function. A protein molecule is synthesized by polymerizing a large number of amino acids on a line in an order (amino acid sequence) peculiar to the protein, and then folded into a specific energetically stable three-dimensional structure. The function of a protein is expressed by the protein forming a specific three-dimensional structure in this way.
【０００３】このため，構造未知の蛋白質の機能発現の
メカニズムの解明，ＤＮＡ配列解析により塩基配列が得
られた遺伝子の機能の予測，遺伝子の突然変異によりも
たらされる癌や遺伝病などの疾患の分子レベルでの理
解，ウイルスなどの病原体により引き起こされる疾患に
対するワクチンや治療薬の開発，新機能をもつ蛋白質の
設計などの重要な課題を解決するには，蛋白質分子の立
体構造をそのアミノ酸配列から予測する方法の開発が必
要とされる。[0003] For this reason, elucidation of the mechanism of the function expression of a protein of unknown structure, prediction of the function of a gene whose base sequence has been obtained by DNA sequence analysis, and molecules of diseases such as cancer and genetic diseases caused by mutation of the gene. Predict the three-dimensional structure of protein molecules from their amino acid sequences to solve important issues such as understanding at the level, developing vaccines and therapeutics against diseases caused by pathogens such as viruses, and designing proteins with new functions. Development of ways to do this is needed.
【０００４】[0004]
【従来の技術】従来，α-helixやβ-strand などの局所
構造と，それらの中に現れるアミノ酸種の頻度の相関関
係を，統計的に求めることに基づく局所構造予測法が，
いくつか提供されてきた。また，予測あるいは仮定によ
って与えられた局所構造を，特定の空間的位置関係に配
置することによって，最終的な立体構造を予測する方法
がいくつか提供されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, a local structure prediction method based on statistically obtaining a correlation between a local structure such as α-helix and β-strand and a frequency of amino acid species appearing in the structure has been proposed.
Some have been provided. In addition, several methods have been provided for predicting a final three-dimensional structure by arranging local structures given by prediction or assumption in a specific spatial positional relationship.
【０００５】一方，あらゆる蛋白質分子の立体構造が，
α-helixやβ-strand など，比較的少数の形態パターン
の構造の組み合わせによって構成されているという事実
は，蛋白質分子の全体の立体構造は，それ自身で比較的
安定な局所構造の形成とそれら局所構造間の相互作用に
よって形成されるということを示している。また，類似
または同一のアミノ酸配列をもった局所領域が，異なる
蛋白質では異なる形態パターンの構造をとる場合がある
という事実は，ある局所構造が採用する形態パターン自
体が，やはり他の局所構造との相互作用を通じて，複数
ある可能な形態パターンの中から決定される場合がある
ことを示している。On the other hand, the three-dimensional structure of every protein molecule is
The fact that the protein is composed of a relatively small number of morphological pattern combinations, such as α-helix and β-strand, indicates that the overall three-dimensional structure of a protein molecule is itself a relatively stable local structure. It shows that it is formed by the interaction between local structures. In addition, the fact that local regions having similar or identical amino acid sequences may have different morphological patterns in different proteins may be due to the fact that the morphological pattern adopted by a certain local structure is still different from that of other local structures. It indicates that through interaction, a decision may be made from a plurality of possible morphological patterns.
【０００６】ところが，従来の局所構造予測において
は，ある局所領域の構造を予測する際に，アミノ酸配列
上におけるその領域近辺のアミノ酸残基間の相互作用し
か考慮されないため，不正確な予測しか与えられない場
合が多いという問題があった。また，局所構造を特定の
空間的位置関係に配置する際，どの特定の局所構造間の
相互作用がそれらの空間的位置関係の決定にとって重要
かを示す具体的な指針がないため，やはり不正確な予測
しか与えられなかった。However, in the conventional local structure prediction, since only the interaction between amino acid residues in the vicinity of the region on the amino acid sequence is considered when predicting the structure of a certain local region, only inaccurate prediction is given. There was a problem that it was not possible in many cases. Also, when arranging local structures in specific spatial relations, there is no specific guideline indicating which interactions between specific local structures are important for determining their spatial relations. Only predictions were given.
【０００７】従って，アミノ酸配列上必ずしも近接して
いないが，立体構造形成に大きな影響を及ぼすような局
所構造間相互作用を，そのアミノ酸配列から推測するた
めの指針の構築が必要とされている。そのためには，立
体構造形成に大きな影響を及ぼす局所構造間相互作用
が，どのような特徴をもったアミノ酸配列によって引き
起こされているかを，多数の実例について物理化学的な
観点から解析し，それを通じて，一般的な指針を構築す
ることが求められる。従って，まず，立体構造形成に大
きな影響を及ぼすような局所構造間相互作用の実例を多
数特定することが必要とされる。[0007] Therefore, it is necessary to construct a guideline for estimating, from the amino acid sequence, an interaction between local structures that is not necessarily close to each other in the amino acid sequence but has a great effect on the formation of a three-dimensional structure. To do so, we analyze the characteristics of amino acid sequences that have a significant effect on the conformational structure caused by the amino acid sequence, and analyze many examples from a physicochemical point of view. , It is necessary to establish general guidelines. Therefore, first, it is necessary to specify a number of examples of the interaction between local structures that greatly affect the formation of the three-dimensional structure.
【０００８】立体構造形成に重要な局所構造間相互作用
の解析は，実験的に行うことが技術的に困難なため，主
として，Ｘ線結晶解析により得られた立体構造座標デー
タの解析により行われてきた。従来，そのような解析
は，座標データをもとに作成された蛋白質分子の立体図
を，熟練した研究者が詳細に評価することに基づく方法
によって行われてきた。このような方法は，時間がかか
る上，研究者の主観が混じりやすいため，多数の実例に
対し組織的に適用することが困難であった。The analysis of the interaction between local structures, which is important for the formation of a three-dimensional structure, is technically difficult to perform experimentally. Therefore, it is mainly performed by analyzing three-dimensional structure coordinate data obtained by X-ray crystallography. Have been. Conventionally, such analysis has been performed by a method based on a detailed evaluation of a three-dimensional view of a protein molecule created based on coordinate data by a skilled researcher. Such methods are time-consuming and subject to the subjectivity of researchers, making it difficult to apply them systematically to many instances.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は，蛋白質分子
立体構造の座標データから局所構造間の相互作用のあり
方を示す尺度を計算することにより，個々の局所構造間
相互作用が立体構造形成にどのように寄与しているかを
客観的に評価することを支援する蛋白質分子立体構造解
析装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for calculating the degree of interaction between local structures from the coordinate data of the three-dimensional structure of a protein molecule. It is an object of the present invention to provide a protein molecule three-dimensional structure analysis device that assists in objectively evaluating how it contributes.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。入力装置１０は，外部記憶装置やキーボード
装置などのデータを入力する装置である。処理装置１１
は，ＣＰＵおよびメモリなどを備え，アミノ酸配列から
なる蛋白質分子の立体構造を解析するプログラムを実行
する装置である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. The input device 10 is a device for inputting data such as an external storage device and a keyboard device. Processing device 11
Is a device that includes a CPU, a memory, and the like, and executes a program for analyzing a three-dimensional structure of a protein molecule composed of an amino acid sequence.
【００１１】座標データ入力処理部１２は，蛋白質分子
の座標データを入力する処理手段である。座標データ
は，例えば蛋白質分子を構成する各原子に対して，３次
元空間内における座標，およびその原子の属するアミノ
酸残基番号等を定義したものである。The coordinate data input processing section 12 is a processing means for inputting coordinate data of a protein molecule. The coordinate data defines, for example, a coordinate in a three-dimensional space, an amino acid residue number to which the atom belongs, and the like for each atom constituting the protein molecule.
【００１２】局所構造定義入力処理部１３は，蛋白質分
子の局所構造に関する定義情報を入力する処理手段であ
る。局所構造とは，蛋白質分子全体の中の一部のアミノ
酸残基により構成される構造のことである。局所構造は
アミノ酸配列上必ずしも連続した領域である必要はな
い。局所構造の定義は，例えばそれに含まれるアミノ酸
残基の残基番号によって与えられる。The local structure definition input processing unit 13 is a processing means for inputting definition information on the local structure of a protein molecule. The local structure is a structure composed of a part of amino acid residues in the whole protein molecule. The local structure does not necessarily have to be a continuous region in the amino acid sequence. The definition of the local structure is given, for example, by the residue number of the amino acid residue contained therein.
【００１３】アミノ酸残基間相互作用計算部１４は，座
標データを用いることによってアミノ酸残基間の相互作
用の大きさを計算する処理手段である。局所構造間相互
作用計算部１５は，アミノ酸残基間相互作用の大きさと
局所構造の定義に基づき局所構造間の相互作用の大きさ
を計算する処理手段である。The amino acid residue interaction calculator 14 is a processing means for calculating the magnitude of the interaction between amino acid residues by using coordinate data. The local structure interaction calculator 15 is a processing unit that calculates the magnitude of the interaction between the local structures based on the magnitude of the interaction between the amino acid residues and the definition of the local structure.
【００１４】依存度計算部１６は，局所構造間相互作用
の大きさに基づき各局所構造の他の局所構造への依存度
を計算する処理手段である。この依存度の計算により，
ある局所構造に注目したときに，その局所構造が他のど
の局所構造から大きく影響を受けるかがわかる。The dependency calculating unit 16 is a processing means for calculating the dependency of each local structure on other local structures based on the magnitude of the interaction between local structures. By calculating this dependency,
When you focus on a local structure, you can see which local structure is greatly affected by other local structures.
【００１５】依存大小判定処理部１７は，依存度計算部
１６によって計算した依存度に基づき，各局所構造の他
の局所構造への依存度を所定の手続きを用いて評価する
ことによって，依存が大きいかどうかを判定する処理手
段である。The dependence magnitude judgment processing unit 17 evaluates the dependence of each local structure on other local structures by using a predetermined procedure based on the dependence calculated by the dependence calculation unit 16, so that the dependence is determined. This is processing means for determining whether or not it is larger.
【００１６】依存関係表示処理部１８は，依存の大小の
判定に基づいて局所構造間の依存関係を示す有向グラフ
による依存関係グラフ１９を作成し，ディスプレイなど
の出力装置２４に出力する処理手段である。The dependency display processing section 18 is a processing means for creating a dependency graph 19 based on a directed graph indicating the dependency between local structures based on the determination of the magnitude of the dependency, and outputting the same to an output device 24 such as a display. .
【００１７】また，相互依存度計算部２０は，局所構造
間相互作用の大きさに基づき局所構造間の相互依存度を
計算する処理手段である。この相互依存度の計算によ
り，ある２つの局所構造に注目したときに，それらと他
のすべての局所構造との相互作用全体の内で，その２つ
の間の相互作用がどの程度の比率であるかがわかり，互
いに及ぼす影響の度合いがわかる。The interdependence calculation unit 20 is a processing means for calculating the interdependence between the local structures based on the magnitude of the interaction between the local structures. By calculating this interdependence, when one focuses on two local structures, what is the ratio of the interaction between the two in all the interactions between them and all other local structures? And the degree of influence on each other.
【００１８】相互依存大小判定処理部２１は，相互依存
度計算部２０によって計算した相互依存度に基づき，各
局所構造間の相互依存度を所定の手続きを用いて評価
し，相互依存が大きいかどうかを判定する処理手段であ
る。Based on the interdependency calculated by the interdependence calculation unit 20, the interdependency magnitude determination processing unit 21 evaluates the interdependence between the local structures using a predetermined procedure, and determines whether the interdependency is large. This is a processing means for determining whether or not.
【００１９】相互依存関係表示処理部２２は，相互依存
の大小の判定に基づいて局所構造間の相互依存関係を示
す相互依存関係表示グラフ２３を作成し，ディスプレイ
などの出力装置２４に出力する処理手段である。The interdependence display processing section 22 creates an interdependence display graph 23 indicating the interdependence between local structures based on the determination of the interdependence, and outputs the graph to an output device 24 such as a display. Means.
【００２０】[0020]
【作用】図２は，本発明の作用説明図である。図中，ｒ
i はアミノ酸残基，Ｓi は通常複数のアミノ酸残基によ
って定義される局所構造を表す。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the present invention. In the figure, r
i represents the local structure defined by amino acid residues, S i is usually more amino acid residues.
【００２１】蛋白質分子は，図２の（イ）に示すよう
に，多数のアミノ酸がその蛋白質に特有の順番で線上に
重合することにより合成されたものであり，例えば図２
の（ロ）に示すように，エネルギー的に安定なある特定
の立体構造へと折り畳まる。蛋白質の機能は，蛋白質が
このように特定の立体構造を形成することによって発現
されるため，立体構造を形成するメカニズムを解明し，
例えば，あるアミノ酸配列から蛋白質分子の立体構造を
予測できるようにすることが望まれる。As shown in FIG. 2A, a protein molecule is synthesized by polymerizing a large number of amino acids on a line in an order specific to the protein.
As shown in (b), it folds into a certain energetically stable three-dimensional structure. Since the function of protein is expressed by the formation of a specific three-dimensional structure, the mechanism of the three-dimensional structure is elucidated.
For example, it is desired to be able to predict the three-dimensional structure of a protein molecule from a certain amino acid sequence.
【００２２】そのため本発明は，ある局所構造の他の局
所構造への依存度，またはある局所構造間の相互依存度
という，アミノ酸配列上で任意に定めた局所構造間の相
互作用のあり方を示す新しい尺度を用いて，図２の
（ロ）に示すような蛋白質分子の個々の局所構造Ｓ１，
Ｓ２，…間の相互作用が立体構造形成にどのように寄与
しているかを評価する情報を得ることができるようにし
たものである。Therefore, the present invention shows how the interaction between local structures arbitrarily defined on an amino acid sequence is the dependence of a certain local structure on another local structure or the interdependence between certain local structures. Using the new scale, the individual local structures S1, S1 of the protein molecule as shown in FIG.
It is possible to obtain information for evaluating how the interaction between S2,... Contributes to the formation of a three-dimensional structure.
【００２３】座標データ入力処理部１２により，仮定ま
たは実験により求めた解析対象の蛋白質分子を構成する
各原子の座標データを入力する。また，局所構造定義入
力処理部１３により，アミノ酸配列におけるどの部分を
局所構造Ｓ１，Ｓ２，…とするかの定義情報を入力す
る。The coordinate data input processing unit 12 inputs coordinate data of each atom constituting a protein molecule to be analyzed, which is assumed or obtained by an experiment. Further, the local structure definition input processing unit 13 inputs definition information indicating which part in the amino acid sequence is to be the local structure S1, S2,.
【００２４】アミノ酸残基間相互作用計算部１４は，例
えば図２の（ハ）に示すように，各局所構造ＳP , Ｓq
間の相互作用の大きさＥ（ｐ，ｑ）を，ＳP に属するア
ミノ酸残基ｒpiとＳq に属するアミノ酸残基ｒqjとの間
の相互作用の大きさをすべて足し合わせることにより計
算する。The amino acid residues interaction calculation unit 14, for example, as shown in (c) of FIG. 2, each local structure S P, S q
Size E (p, q) of the interaction between a, calculated by summing all the magnitude of the interaction between the amino acid residues r qj that belong to amino acid residue r pi and S q belonging to S P I do.
【００２５】局所構造間相互作用計算部１５は，図２の
（ニ）に示すように，ある局所構造ＳP に注目したとき
に，他のすべての局所構造との相互作用の大きさの総和
ＥT（ｐ）を計算するものである。The local structure interaction calculation unit 15, as shown in FIG. 2 (d), when attention is paid to a certain local structures S P, the sum of the magnitude of the interaction with all other local structure E T (p) is calculated.
【００２６】この相互作用の大きさの総和ＥT （ｐ）を
基に，後に実施例により詳しく説明するように，依存度
または相互依存度を計算し，蛋白質分子の立体構造形成
のメカニズムをシスティマティックに解明できるように
する。Based on the total sum E T (p) of the magnitude of the interaction, as will be described later in more detail in the examples, the degree of dependence or interdependence is calculated, and the mechanism of the formation of the three-dimensional structure of the protein molecule is determined. Be able to clarify in a matic way.
【００２７】[0027]
【実施例】図３および図４は，本発明の実施例の処理説
明図である。以下，図３および図４に示す処理(a) 〜
(j) に従って説明する。FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining the processing of an embodiment of the present invention. Hereinafter, the processing (a) to FIG.
Explanation will be given according to (j).
【００２８】(a) 座標データ入力処理部１２により，蛋
白質分子を構成する各原子に対して，３次元空間内にお
ける座標，およびその原子の属するアミノ酸残基番号を
定義したものを入力する。さらに，後述するアミノ酸残
基間相互作用の大きさを計算する際に必要であれば，そ
の原子の種類，およびそれが属するアミノ酸残基種の定
義情報もあわせて入力する。(A) The coordinate data input processing unit 12 inputs, for each atom constituting a protein molecule, a coordinate in a three-dimensional space and a definition of the amino acid residue number to which the atom belongs. Further, if necessary when calculating the magnitude of the interaction between amino acid residues described later, the type of the atom and the definition information of the type of the amino acid residue to which the atom belongs are also input.
【００２９】(b) 次に，局所構造定義入力処理部１３に
より，局所構造の定義を入力する。局所構造とは，ここ
では蛋白質分子全体の中の一部のアミノ酸残基により構
成される構造を意味する。この局所構造は，アミノ酸配
列上必ずしも連続した領域である必要はない。局所構造
の定義は，それに含まれるアミノ酸残基の残基番号によ
って与えられる。(B) Next, the local structure definition input processing unit 13 inputs the definition of the local structure. Here, the local structure means a structure composed of a part of amino acid residues in the whole protein molecule. This local structure need not necessarily be a continuous region in the amino acid sequence. The definition of a local structure is given by the residue number of the amino acid residue contained in it.
【００３０】(c) アミノ酸残基間相互作用計算部１４に
より，２つのアミノ酸残基間の相互作用の大きさｅ
（ｉ，ｊ）を，処理(a) で入力したアミノ酸残基の座標
データをもとに計算する。アミノ酸残基間の相互作用の
大きさは，数値により与えられる。(C) The magnitude e of the interaction between two amino acid residues is calculated by the amino acid residue interaction calculation unit 14.
(I, j) is calculated based on the coordinate data of the amino acid residue inputted in the process (a). The magnitude of the interaction between amino acid residues is given by a numerical value.
【００３１】(d) 局所構造間相互作用計算部１５によ
り，２つの局所構造間の相互作用の大きさを計算する。
局所構造Ｓp ，Ｓq 間の相互作用の大きさをＥ（ｐ，
ｑ）とすると，Ｅ（ｐ，ｑ）は，Ｓp に属するアミノ酸
残基ｒi とＳq に属するアミノ酸残基ｒj との間の相互
作用の大きさｅ（ｉ，ｊ）をすべて足し合わせたもので
ある。(D) The local structure interaction calculator 15 calculates the magnitude of the interaction between the two local structures.
The magnitude of the interaction between the local structures S p and S q is E (p,
When q), E (p, q ) is added all sizes e (i, j) of the interaction between the amino acid residues r i and an amino acid residue r j belonging to S q belonging to S p It is a combination.
【００３２】(e) 次に，依存度または相互依存度の計算
に用いるために，それぞれの局所構造Ｓp に対し，他の
すべての局所構造との相互作用の大きさの総和Ｅ
T （ｐ）を計算する。以下，依存度を計算する場合に
は，図４の（イ）に示す処理(f) へ進み，相互依存度を
計算する場合には，図４の（ロ）に示す処理(i) へ進
む。[0032] (e) Next, in order to use the calculation of dependence or interdependence, for each local structure S p, the interaction with all other local structure size of the sum E
Calculate T (p). Hereinafter, when calculating the dependency, the process proceeds to the process (f) shown in FIG. 4A, and when calculating the mutual dependency, the process proceeds to the process (i) shown in FIG. .
【００３３】(f) 局所構造Ｓp の局所構造Ｓq への依存
度Ｄ（ｐ；ｑ）は，ＥT （ｐ）に対するＥ（ｐ，ｑ）の
割合によって与えられる。依存度計算部１６により，こ
の依存度Ｄ（ｐ；ｑ）を計算する。[0033] (f) local structure S p Local structure S q to dependence D (p; q) is given by the ratio of E (p, q) with respect to E T (p). The dependency calculating unit 16 calculates the dependency D (p; q).
【００３４】(g) 依存大小判定処理部１７により，局所
構造Ｓp の局所構造Ｓq への依存度Ｄ（ｐ；ｑ）を一定
の手続きを用いて評価することによって，Ｓp のＳq へ
の依存が大きいかどうかを判定する。(G) The dependence magnitude judgment processing unit 17 evaluates the degree of dependence D (p; q) of the local structure S p on the local structure S q by using a fixed procedure, thereby obtaining S q of S p . To determine if the dependence on the is large.
【００３５】(h) 依存関係表示処理部１８は，処理(f)
で計算された依存度と処理(g) での判定に基づき，局所
構造間の依存関係を有向グラフの図形によって表示す
る。(i) 局所構造Ｓp と局所構造Ｓq の間の相互依存度
ＤM （ｐ，ｑ）は，ＥT （ｐ）とＥT （ｑ）を足し合わ
せたものに対するＥ（ｐ，ｑ）を２倍したものの割合に
よって与えられる。相互依存度計算部２０により，この
相互依存度ＤM （ｐ，ｑ）を計算する。(H) The dependency display processing unit 18 performs processing (f)
Based on the degree of dependence calculated in step (g) and the determination in step (g), the dependence between local structures is displayed as a graphic in a directed graph. (i) The degree of interdependence D M (p, q) between the local structure Sp and the local structure S q is E (p, q) with respect to the sum of E T (p) and E T (q). Is given by the ratio of two times The interdependence calculation unit 20 calculates the interdependence D M (p, q).
【００３６】(j) 相互依存大小判定処理部２１により，
局所構造Ｓp と局所構造Ｓq の間の相互依存度Ｄ
M （ｐ，ｑ）を一定の手続きを用いて評価することによ
って，ＳpとＳq の間の相互依存度が大きいかどうかを
判定する。(J) The interdependency magnitude judgment processing unit 21
Interdependence D between local structure Sp and local structure Sq
M (p, q) by evaluating using procedures constant, determines whether the mutual dependence between the S p and S q is large.
【００３７】(k) 相互依存関係表示処理部２２により，
処理(i) で計算された相互依存度と処理(j) での判定に
基づき，局所構造間の相互依存関係を図形によって表示
する。(K) The interdependence display processing unit 22
Based on the degree of interdependence calculated in the process (i) and the judgment in the process (j), the interdependency between the local structures is displayed as a graphic.
【００３８】依存度Ｄ（ｐ；ｑ）は，ある局所構造Ｓp
に注目したとき，それと他のすべての局所構造との相互
作用全体の内で，Ｓq との相互作用がどの程度の比率を
占めているかを示している。従って，Ｄ（ｐ；ｑ）が大
きいほど，Ｓq は他の局所構造に比べてより大きな影響
をＳq から受けていることになる。例えば，Ｓp がＳ q
のみと相互作用しているとき（ＥT （ｐ）＝Ｅ（ｐ，
ｑ）のとき），Ｄ（ｐ；ｑ）＝１となる。The degree of dependence D (p; q) is a certain local structure Sp
When we look at the interaction between it and all other local structures
In the whole action, SqWhat proportion of interaction with
Occupy. Therefore, D (p; q) is large.
SqHas a greater impact than other local structures
SqYou have received from. For example, SpIs S q
Only when interacting withT(P) = E (p,
q)), D (p; q) = 1.
【００３９】相互依存度ＤM （ｐ，ｑ）は，２つの局所
構造Ｓp とＳq に注目したとき，それらと他のすべての
局所構造との相互作用全体の内で，Ｓp とＳq の間の相
互作用がどの程度の比率を占めているかを示している。
従って，ＤM （ｐ，ｑ）が大きいほど，Ｓp とＳq の互
いに及ぼす影響の度合いが相対的に大きくなる。言い換
えれば，Ｓp とＳq に及ぼす他の局所構造からの相互作
用が小さくなり，ＳpとＳq の対の構造形成が他の部分
の構造形成から独立したものとなる。The interdependence D M (p, q), when focusing on two local structure S p and S q, among the whole their interaction with all other local structures, S p and S It shows how much the interaction between q occupies.
Accordingly, as the D M (p, q) is large, the degree of influence each other S p and S q is relatively large. In other words, the interaction of the other local structures on S p and S q is reduced, the structure formed of a pair of S p and S q is be independent from the structural formation of other portions.
【００４０】例えば，Ｓp がＳq のみと相互作用し，か
つＳq がＳp のみと相互作用しているとき（ＥT （ｐ）
＝Ｅ（ｐ，ｑ），ＥT （ｑ）＝Ｅ（ｑ，ｐ）のとき），
ＤM（ｐ，ｑ）＝１となる。しかし，例えば，Ｓp はＳ
q のみと相互作用しているが，Ｓq はＳp 以外の局所構
造とも相互作用しているときには，ＤM （ｐ，ｑ）＜１
となる。[0040] For example, interacts with S p is S q only, and when the S q is interacting only S p (E T (p)
= E (p, q), E T (q) = E (q, p)),
D M (p, q) = 1. However, for example, Sp is S
Although only that interact q, when S q is interacting with the local structure other than S p is, D M (p, q) <1
Becomes
【００４１】図５は，本発明の実施例に係るアミノ酸残
基間相互作用の例を説明する図である。蛋白質分子の立
体構造形成は，互いに親和性をもったアミノ酸残基の側
鎖同士が凝集し，接触しようとする力を主要な原動力と
していると考えられる。従って，側鎖同士が接触してい
るか否かをもって，アミノ酸残基間の相互作用の指標と
することは合理的である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the interaction between amino acid residues according to the example of the present invention. It is considered that the formation of a three-dimensional structure of a protein molecule is mainly based on the force by which side chains of amino acid residues having affinity for each other aggregate and come into contact with each other. Therefore, it is reasonable to use whether or not the side chains are in contact with each other as an indicator of the interaction between amino acid residues.
【００４２】そこでここでは，アミノ酸残基ｒi ，ｒj
間の相互作用の大きさｅ（ｉ，ｊ）を次のように定めて
いる。アミノ酸残基ｒi の側鎖中の原子と，ｒj の側鎖
中の原子とのすべての対の中に，接触しているものが存
在すれば，ｒi の側鎖とｒjの側鎖は接触しているとみ
なし，ｅ（ｉ，ｊ）＝１とする。ｒi の側鎖とｒj の側
鎖が接触していなければ，ｅ（ｉ，ｊ）＝０とする。Therefore, here, the amino acid residues r i , r j
The magnitude e (i, j) of the interaction between them is determined as follows. And atoms in the side chain of an amino acid residue r i, in all pairs of the atoms in the side chain of the r j, if there is one that is in contact, the side of the side chain and r j of r i The chains are considered to be in contact and e (i, j) = 1. If the side chain of r i and the side chain of r j are not in contact, e (i, j) = 0.
【００４３】なお，２つの原子が接触しているか否か
は，次のように定める。すなわち，各原子をそれぞれに
固有のファンデルワールス半径をもった球とみなし，水
分子を酸素原子のファンデルワールス半径を持った球と
みなしたとき，２原子の間を水分子が素通りできないほ
ど，それら原子が近接しているときに，それら２つの原
子は接触していると判定する。具体的には，以下のとお
りである。Whether or not two atoms are in contact is determined as follows. That is, when each atom is regarded as a sphere having a unique van der Waals radius, and water molecules are regarded as spheres having a van der Waals radius of oxygen atoms, the water molecules cannot pass through between the two atoms. When the atoms are close to each other, it is determined that the two atoms are in contact. Specifically, it is as follows.
【００４４】ＶＤＷ（ａ）を原子ａのファンデルワール
ス半径とするとき，その値を例えば次のように定義す
る。 ＶＤＷ（芳香環中の炭素）＝１．７６ ＶＤＷ（carboxyl, carbonil基中の炭素) ＝１．５５ ＶＤＷ（それ以外の炭素）＝２．００ ＶＤＷ（窒素）＝１．５５ ＶＤＷ（酸素）＝１．４０ ＶＤＷ（硫黄）＝２．００ また，水分子の半径に相当するＶＤＷ（Ｈ2 Ｏ）は，こ
こでは，１．４０とした。以上において，原子の半径の
単位はすべて，オングストロームである。When VDW (a) is the van der Waals radius of the atom a, the value is defined as follows, for example. VDW (carbon in aromatic ring) = 1.76 VDW (carbon in carboxyl, carbonil group) = 1.55 VDW (other carbon) = 2.00 VDW (nitrogen) = 1.55 VDW (oxygen) = 1.40 VDW (sulfur) = 2.00 In addition, VDW (H 2 O) corresponding to the radius of a water molecule was set to 1.40 here. In the above, all units of the atomic radius are Angstroms.
【００４５】図５の（イ）に示すように，ｒi に属する
側鎖原子をａl ，またｒj に属する側鎖原子ａm の対を
考える。図５の（ロ）および（ハ）に示すように，これ
らの原子間を水分子が通ることができるか否かによっ
て，接触しているか否かを定める。従って，ａl ，ａm
間の距離をＬとしたとき， Ｌ≦ＶＤＷ（ａl ）＋ＶＤＷ（ａm ）＋２ＶＤＷ（Ｈ2 Ｏ） を満たすものがあれば，ｅ（ｉ，ｊ）＝１，そのような
対が存在しなければ，ｅ（ｉ，ｊ）＝０である。[0045] As shown in (a) of FIG. 5, consider a side chain atom belonging to r i a l, also a pair of side-chain atoms a m belong to r j. As shown in (b) and (c) of FIG. 5, whether or not water molecules can pass between these atoms determines whether or not they are in contact with each other. Therefore, a l , a m
When the distance between is L, if there is one satisfying L ≦ VDW (a l) + VDW (a m) + 2VDW (H 2 O), e (i, j) = 1, there is no such pair Otherwise, e (i, j) = 0.
【００４６】図６は，図１に示す依存大小判定処理部１
７において局所構造Ｓp の局所構造Ｓq への依存が大き
いかどうかを判定する処理の例を示している。各局所構
造Ｓp について，ある一定の値ｍを定め，Ｓq への依存
度Ｄ（ｐ；ｑ）がｍに等しいかまたはｍを越えるとき，
Ｓp のＳq への依存は大きいと判定する。ここでは，各
局所構造Ｓp について，ｍを次のように定めた。すなわ
ち，局所構造Ｓp の他の局所構造への依存度の最大値を
もってｍとした。FIG. 6 is a block diagram showing the dependence magnitude judgment processing unit 1 shown in FIG.
Shows an example of a process for determining whether reliance on local structure S q local structure S p is greater in 7. For each local structure S p , a certain value m is determined, and when the dependence D (p; q) on S q is equal to or exceeds m,
Reliance on S q of S p is determined to be large. Here, for each local structure S p, defining a m as follows. That is, the maximum value of the dependency of the local structure Sp on other local structures is defined as m.
【００４７】図７は，図１に示す依存関係表示処理部１
８による依存関係表示処理の例を示している。局所構造
間の依存関係を有向グラフを表す図形によって表示する
場合，各局所構造に対応する「点」をもつ有向グラフを
考える。図６に示す手続きによって局所構造Ｓp の局所
構造Ｓq への依存が大きいと判定されていれば，有向グ
ラフはＳp に対応する点からＳq に対応する点へと向か
う向きをもった「枝」をもつものとする。FIG. 7 shows the dependency display processing unit 1 shown in FIG.
8 shows an example of the dependency display processing by the C.8. In the case where the dependency between local structures is represented by a graphic representing a directed graph, a directed graph having "points" corresponding to each local structure is considered. If it is determined that reliance on local structure S q local structure S p is greater by the procedure shown in FIG. 6, the directed graph with the direction towards the point corresponding to S q from the point corresponding to the S p '"Branches".
【００４８】このように定められた有向グラフの「点」
を，それに対応する局所構造が何であるかを識別できる
「印」によって表示し（図７の処理(a) ），「枝」を，
「印」と「印」を結ぶ矢印として表示する（図７の処理
(b) ）。"Points" of the directed graph defined in this way
Is displayed by a “mark” that can identify the local structure corresponding to the “process” (process (a) in FIG. 7).
It is displayed as an arrow connecting “mark” and “mark” (the processing of FIG. 7).
(b)).
【００４９】図８の（イ）は，図１に示す相互依存大小
判定処理部２１において相互依存が大きいかどうかを判
定する手続きを示している。各局所構造に対応する
「点」をもち，Ｓp に対応する点とＳq に対応する点の
間に，Ｍ−ＤM （ｐ，ｑ）の重みが付いた向きのない
「枝」をもつグラフを考え，このグラフの最小木を求め
る。Ｓp に対応する点とＳq に対応する点の間の枝が，
得られた最小木の中に含まれていれば，Ｓp とＳq の間
の相互依存は大きいと判定する。FIG. 8A shows a procedure for determining whether or not the interdependency is large in the interdependence magnitude determination processing section 21 shown in FIG. Has "point" corresponding to the local structure, while the point corresponding to S p to the corresponding point and S q, M-D M ( p, q) no orientation weight with its "branch" Given a graph, the minimum tree of this graph is obtained. The branch between the point corresponding to S p and the point corresponding to S q is
If included in the minimum spanning trees obtained, interdependence between the S p and S q are determined as large.
【００５０】図８の（ロ）は，最小木を用いないで相互
依存が大きいかどうかを判定する手続きの例を示してい
る。図８の（ロ）に示すように，例えば，ある閾値ｍを
定め，ＤM （ｐ，ｑ）がｍより大きいかどうかによっ
て，ＳP ，Ｓq 間の相互依存が大きいかどうかを定め
る。ここでは，ｍ＝０．５としている。FIG. 8B shows an example of a procedure for determining whether or not interdependency is large without using a minimum tree. As shown in (b) of FIG. 8, for example, set a certain threshold m, depending on whether D M (p, q) is greater than m, determine whether S P, interdependence between S q is large. Here, m = 0.5.
【００５１】図９は，図１に示す相互依存関係表示処理
部２２において局所構造間の相互依存関係を最小木を表
す図形によって表示するための手続きを示している。例
えば，図８の（イ）に示す手続きによって定められた最
小木の「点」を，それに対応する局所構造が何であるか
を識別できる「印」によって表示し，「枝」を，「印」
と「印」を結ぶ線分として表示する。これによって，局
所構造間の相互依存関係の中で重要なものが一目で把握
できるようになる。FIG. 9 shows a procedure for displaying the interdependence between local structures in the interdependence display processing unit 22 shown in FIG. 1 by using a graphic representing a minimum tree. For example, the "point" of the minimum tree determined by the procedure shown in FIG. 8A is displayed by a "mark" that can identify the corresponding local structure, and the "branch" is replaced by the "mark".
Is displayed as a line segment connecting the mark and the mark. As a result, important interdependencies between local structures can be grasped at a glance.
【００５２】次に，蛋白質分子の例として乳酸脱水素酵
素を取り上げ，本発明の具体的な適用例を説明する。図
１０は，図１に示す座標データ入力処理部１２において
入力される座標データの例であって，特に，乳酸脱水素
酵素という蛋白質分子の座標データのうち，第２１残基
のα炭素原子の座標データを定めた部分を示している。
分子中の全原子または相互依存関係に特に大きく影響す
る原子について，このような座標データを入力する。こ
のような座標データは，例えばＸ線結晶解析によって求
めることができる。また，ある立体構造を仮定して定義
してもよい。Next, lactate dehydrogenase is taken as an example of a protein molecule, and specific application examples of the present invention will be described. FIG. 10 shows an example of the coordinate data input in the coordinate data input processing unit 12 shown in FIG. 1. In particular, among the coordinate data of the protein molecule of lactate dehydrogenase, the α carbon atom of the 21st residue is shown. This shows a portion where coordinate data is determined.
Such coordinate data is input for all the atoms in the molecule or for the atoms that particularly greatly affect the interdependency. Such coordinate data can be obtained by, for example, X-ray crystallography. In addition, it may be defined assuming a certain three-dimensional structure.
【００５３】図１１は，図１に示す局所構造定義入力処
理部１３において入力される局所構造の定義の例を示し
ている。ここでは，ＫabshとＳander によるＤＳＳＰプ
ログラムを用いて定義された乳酸脱水素酵素分子のα-h
elixとβ-strand を局所構造として入力している。この
例の場合，各局所構造は，開始残基番号から終了残基番
号までのすべてのアミノ酸残基を含んだ，アミノ酸配列
上連続した領域によって定義されている。例えば，局所
構造Ｓ１は，α-helixの２次構造を持つ第３番目から第
９番目のアミノ酸残基として定義されている。この局所
構造は，任意に定めることができる。FIG. 11 shows an example of a local structure definition input in the local structure definition input processing unit 13 shown in FIG. Here, α-h of the lactate dehydrogenase molecule defined using the DSSP program by Kabsh and Sander
elix and β-strand are input as local structures. In this example, each local structure is defined by a continuous region in the amino acid sequence including all amino acid residues from the start residue number to the end residue number. For example, the local structure S1 is defined as the third to ninth amino acid residues having the α-helix secondary structure. This local structure can be arbitrarily determined.
【００５４】図１２は，乳酸脱水素酵素分子に対して計
算された局所構造間の相互作用の大きさ，各局所構造の
他の局所構造との相互作用の大きさの総和，各局所構造
の他の局所構造への依存度，局所構造間の相互依存度の
値の例を示している。図中， ｐ，ｑ ：局所構造の番号 Ｅ（ｐ，ｑ） ：局所構造ＳP と局所構造Ｓq 間の相互
作用の大きさ Ｄ（ｐ；ｑ） ：局所構造ＳP の局所構造Ｓq への依存
度 ＤＭ（ｐ，ｑ）：局所構造ＳP と局所構造Ｓq 間の相互
依存度 ＥＴ（ｐ） ：局所構造ＳP の他の局所構造への相互
作用の大きさの総和 である。これらのデータを，例えば外部記憶装置にファ
イルとして保存することにより，立体構造に関する解析
のための統計的情報として利用することができる。な
お，図１２では，相互作用の大きさが０となる局所構造
の対については省いてある。FIG. 12 shows the magnitude of the interaction between the local structures calculated for the lactate dehydrogenase molecule, the sum of the magnitude of the interaction between each local structure and the other local structures, Examples of values of the degree of dependence on other local structures and the degree of interdependence between local structures are shown. In the figure, p, q: the number of local structures E (p, q): the size D of the interaction between local structure S P and the local structure S q (p; q): Local Structure of local structure S P S q to reliance DM (p, q): local structure S P and the local structure S q between the interdependence ET (p): is the sum of the magnitude of the interaction to other local structure local structure S P . By storing these data as a file in an external storage device, the data can be used as statistical information for analyzing the three-dimensional structure. In FIG. 12, pairs of local structures in which the magnitude of the interaction is 0 are omitted.
【００５５】図１３は，乳酸脱水素酵素分子に対して，
依存大小判定処理部１７の処理によって依存が大きいと
判定された局所構造の対と，対応する依存度の値を示し
たものである。FIG. 13 shows the relationship between lactate dehydrogenase molecule and
It shows a pair of local structures determined to have a large dependency by the processing of the dependency size determination processing unit 17 and the value of the corresponding dependency.
【００５６】図１３に示す値をもとに，依存関係表示処
理部１８の処理により，乳酸脱水素酵素分子の局所構造
間の依存関係を有向グラフによって表示した結果を，図
１４に示す。FIG. 14 shows the results of displaying the dependence between the local structures of lactate dehydrogenase molecules in a directed graph based on the values shown in FIG. 13 by the processing of the dependence display processing unit 18.
【００５７】図１５は，乳酸脱水素酵素分子に対して，
相互依存大小判定処理部２１の処理によって相互依存が
大きいと判定された局所構造の対と，対応する相互依存
度の値を示したものである。FIG. 15 shows the relationship between lactate dehydrogenase molecule and
It shows a pair of local structures determined to have a large interdependency by the processing of the interdependency determination processing unit 21 and the corresponding value of the interdependence.
【００５８】図１５に示す値をもとに，相互依存関係表
示処理部２２の処理により，乳酸脱水素酵素分子の局所
構造間の相互依存関係を最小木によって表示した結果
を，図１６に示す。ここでは，さらに相互依存度が０．
５以上のものの枝を太線で表示することにより，特に強
い相互依存度があるものを容易に認識できるようにして
いる。FIG. 16 shows the result of displaying the interdependency between the local structures of lactate dehydrogenase molecules by a minimum tree by the processing of the interdependence display processing unit 22 based on the values shown in FIG. . Here, the degree of interdependency is also 0.
By displaying the branches of five or more with thick lines, it is possible to easily recognize those having particularly strong interdependence.
【００５９】上述の実施例では，図５に示す例のよう
に，アミノ酸残基間の相互作用の大きさｅ（ｉ，ｊ）を
側鎖同士が接触しているか否かによって計算したが，ｅ
（ｉ，ｊ）は側鎖に限らず，アミノ酸残基に含まれる任
意の原子同士が接触しているか否かによって定めてもよ
い。また，エネルギー最小化法や分子動力学などにおい
て標準的に使用されているポテンシャルエネルギー関数
を用いて計算してもよい。一般に，ｅ（ｉ，ｊ）は，ア
ミノ酸残基間の相互作用の大きさを求めるために妥当で
あるとユーザーによって判断され，定義された特定の手
続きによって計算されればよい。In the above embodiment, the magnitude of the interaction e (i, j) between amino acid residues was calculated based on whether or not the side chains were in contact with each other, as in the example shown in FIG. e
(I, j) is not limited to the side chain and may be determined depending on whether or not arbitrary atoms included in the amino acid residue are in contact with each other. Alternatively, the calculation may be performed using a potential energy function that is used as a standard in the energy minimization method, molecular dynamics, or the like. In general, e (i, j) may be determined by the user to be appropriate for determining the magnitude of the interaction between amino acid residues, and may be calculated by a specific procedure defined.
【００６０】依存大小判定処理部１７において，局所構
造Ｓp の局所構造Ｓq への依存が大きいかどうかを判定
する手続きとしては，上述の実施例で示したものに限ら
ず，すべてのＤ（ｐ；ｑ）に１か０のどちらかの値を対
応させる任意の関数と等価な任意の手続きであれば，ユ
ーザーによって任意に定義されてよい。ただし，そのよ
うな手続きが，依存の大小の判定にとって有意義かどう
かの判断は，ユーザーに委ねられる。このような依存の
大小を定める基準として，いくつかの標準的な手続きを
容易しておき，メニュー等により選択できるようにして
もよい。[0060] In dependent size determination processing unit 17, the procedure determines whether the dependence on local structure S q local structure S p is large, not limited to those shown in the above embodiment, all the D ( Any procedure equivalent to an arbitrary function for associating a value of 1 or 0 with p; q) may be arbitrarily defined by the user. However, it is left to the user to determine whether such a procedure is meaningful for determining the magnitude of dependence. As a criterion for determining the magnitude of such dependence, some standard procedures may be facilitated so that they can be selected by a menu or the like.
【００６１】同様に，相互依存大小判定処理部２１にお
いて，局所構造Ｓp と局所構造Ｓqの間の相互依存が大
きいかどうかを判定する手続きとしては，上述の実施例
で示したものに限らず，すべてのＤM （ｐ，ｑ）に１か
０のどちらかの値を対応させる任意の関数と等価な任意
の手続きであれば，ユーザーによって任意に定義されて
よい。ただし，そのような手続きが，相互依存の大小の
判定にとって有意義かどうかの判断は，ユーザーに委ね
られる。前述した図８（ロ）に示す例は，そのような手
続きの一例である。図１６において，相互依存関係が太
い線分で示されているものは，図８の（ロ）に示す手続
きによって大きいと判定されたものである。Similarly, the procedure for determining whether or not the interdependency between the local structure Sp and the local structure Sq is large in the interdependence magnitude determination processing section 21 is not limited to the procedure described in the above embodiment. Instead, any procedure equivalent to an arbitrary function that associates all the values of 1 or 0 with all D M (p, q) may be arbitrarily defined by the user. However, it is left to the user to determine whether such a procedure is meaningful for determining the level of interdependence. The example shown in FIG. 8B is an example of such a procedure. In FIG. 16, the interdependency indicated by thick line segments is determined to be large by the procedure shown in (b) of FIG.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
蛋白質分子を構成する局所構造間の相互作用に関する情
報が，新しい概念による各局所構造の他の局所構造に対
する「依存度」または各局所構造間の「相互依存度」と
いう明確な数値として得られるため，蛋白質分子の全体
の立体構造の形成にとってどのような局所構造間相互作
用が重要であるかを客観的に評価することが可能にな
り，蛋白質分子立体構造形成のメカニズムの解明に寄与
するところが大きい。As described above, according to the present invention,
Information about the interaction between local structures constituting protein molecules is obtained as a clear numerical value of "dependency" of each local structure with respect to other local structures or "interdependency" of each local structure according to the new concept , It is possible to objectively evaluate what kind of local structure interaction is important for the formation of the overall three-dimensional structure of a protein molecule, which will greatly contribute to elucidation of the mechanism of the three-dimensional structure formation of protein molecules. .
【図１】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図２】本発明の作用説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the present invention.
【図３】本発明の実施例の処理説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a process according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例の処理説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a process according to the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例に係るアミノ酸残基間相互作用
の例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of an interaction between amino acid residues according to an example of the present invention.
【図６】本発明の実施例による依存大小判定処理の例を
示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a dependency size determination process according to an embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施例よる依存関係表示処理の例を示
す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a dependency display process according to an embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施例による相互依存大小判定処理の
例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an interdependency magnitude determination process according to an embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施例よる相互依存関係表示処理の例
を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an interdependency display process according to an embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の実施例を説明するための乳酸脱水素
酵素の座標データの例を示す図である。FIG. 10 is a view showing an example of coordinate data of lactate dehydrogenase for explaining an example of the present invention.
【図１１】本発明の実施例を説明するための乳酸脱水素
酵素の局所構造の定義の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the definition of the local structure of lactate dehydrogenase for explaining the example of the present invention.
【図１２】本発明の実施例による計算結果の例を示す図
である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a calculation result according to the embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の実施例における依存が大きいと判定
された局所構造の対の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a pair of local structures determined to have a large dependence in the embodiment of the present invention.
【図１４】本発明の実施例による局所構造の他の局所構
造への依存関係の図による表示の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of a graphical display of a dependency of a local structure on another local structure according to an embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の実施例における相互依存が大きいと
判定された局所構造の対の例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a pair of local structures determined to have a large interdependency in the embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の実施例による局所構造間の相互依存
関係の図による表示の例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a graphical display of interdependencies between local structures according to an embodiment of the present invention.
【符号の説明】 １０ 入力装置 １１ 処理装置 １２ 座標データ入力処理部 １３ 局所構造定義入力処理部 １４ アミノ酸残基間相互作用計算部 １５ 局所構造間相互作用計算部 １６ 依存度計算部 １７ 依存大小判定処理部 １８ 依存関係表示処理部 １９ 依存関係グラフ ２０ 相互依存度計算部 ２１ 相互依存大小判定処理部 ２２ 相互依存関係表示処理部 ２３ 相互依存関係表示グラフ ２４ 出力装置[Description of Signs] 10 Input device 11 Processing device 12 Coordinate data input processing unit 13 Local structure definition input processing unit 14 Interaction calculation unit between amino acid residues 15 Local interaction calculation unit 16 Dependency calculation unit 17 Dependency determination Processing unit 18 Dependency display processing unit 19 Dependency graph 20 Interdependence calculation unit 21 Interdependence magnitude determination processing unit 22 Interdependence display processing unit 23 Interdependence display graph 24 Output device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 斎藤「蛋白質の立体構造の予測」生物 物理，Ｖｏｌ．25，Ｎｏ．６，ｐ．245 −254，1985（昭60−11−25) Ｂ．Ｂｕｓｅｔｔａ＆Ｙ．Ｂａｒｒａ ｎｓ”Ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｔｏｐｏｌｏｇ ｉｅｓ”，Ｂｉｏｃｈｉｍｉｃａ ｅｔ Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａ Ａｃｔａ，Ｖ ｏｌ．709，Ｎｏ．１，ｐ．73−83, 1982（昭57−12−６) Ｗ．Ｒ．Ｔａｙｌｏｒ”Ｔｏｗａｒｄ ｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｅｒｔｉａｒｙ ｆｏｌｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｕ ｓｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｍｏｔｉｆ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｓ”，ＰＲＯＴＥＩＮ ＥＮＧＩＮＥＥ ＲＩＮＧ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．８, 1991，ｐ．853−870 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 17/00 G01N 35/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Saito, "Prediction of protein three-dimensional structure", Biophysics, Vol. 25, No. 6, p. 245-254, 1985 (Showa 11-25). Busetta & Y. Barrans, "The Prediction of Protein Topologies", Biochimica et Biophysica Acta, Vol. 709, no. 1, p. 73-83, 1982 (Showa 57-12-6) R. Taylor, “Tours protein tertiary fold prediction using distance and motif constraints s”, PROTEIN ENGINEERING, Vol. 4, No. 8, 1991, p. 853-870 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G06F 17/00 G01N 35/00 JICST file (JOIS)
Claims (4)
タを入力する入力装置(10)と，データを出力する出力装
置(24)とを備え，アミノ酸配列からなる蛋白質分子の立
体構造を解析する蛋白質分子立体構造解析装置であっ
て， 蛋白質分子の座標データを入力する座標データ入力処理
手段(12)と， 蛋白質分子全体の中の一部のアミノ酸残基により構成さ
れる局所構造に関する定義情報を入力する局所構造定義
入力処理手段(13)と， 座標データを用いることによってアミノ酸残基間の相互
作用の大きさを計算するアミノ酸残基間相互作用計算手
段(14)と， アミノ酸残基間相互作用の大きさと局所構造の定義に基
づき局所構造間の相互作用の大きさを計算する局所構造
間相互作用計算手段(15)と， 局所構造間相互作用の大きさに基づき各局所構造の他の
局所構造への依存度を計算し，依存度を数値として算出
する依存度計算手段(16)とを備えたことを特徴とする蛋
白質分子立体構造解析装置。1. A processor for executing instructions, an input device for inputting data, and an output device for outputting data, for analyzing a three-dimensional structure of a protein molecule comprising an amino acid sequence. Data analysis means for inputting coordinate data of a protein molecule (12), and a partial amino acid residue in the entire protein molecule.
Local structure definition input processing means for inputting the definition information on the local structure (13) and the amino acid residue interaction calculating means for calculating the magnitude of the interaction between the amino acid residues by using coordinate data (14) And the local structure interaction calculation means (15), which calculates the size of the interaction between local structures based on the size of the interaction between amino acid residues and the definition of the local structure. Calculates the dependence of each local structure on other local structures based on the numerical value
A protein molecule three-dimensional structure analyzing apparatus comprising: a dependence calculating means (16).
装置において， 前記依存度計算手段(16)によって計算した依存度に基づ
き各局所構造の他の局所構造への依存が，ある基準より
も大きいかどうかを判定する依存大小判定処理手段(17)
と， 依存の大小の判定に基づいて局所構造間の依存関係を有
向グラフによって表示する依存関係表示処理手段(18)と
を備えたことを特徴とする蛋白質分子立体構造解析装
置。2. The protein molecule three-dimensional structure analyzing apparatus according to claim 1, wherein the dependence of each local structure on other local structures is higher than a certain criterion based on the dependence calculated by the dependence calculating means. Dependency magnitude judgment processing means for judging whether it is large (17)
And a dependency display processing means (18) for displaying a dependency relationship between local structures in a directed graph based on the determination of the size of the dependency.
タを入力する入力装置(10)と，データを出力する出力装
置(24)とを備え，アミノ酸配列からなる蛋白質分子の立
体構造を解析する蛋白質分子立体構造解析装置であっ
て， 蛋白質分子の座標データを入力する座標データ入力処理
手段(12)と， 蛋白質分子全体の中の一部のアミノ酸残基により構成さ
れる局所構造に関する定義情報を入力する局所構造定義
入力処理手段(13)と， 座標データを用いることによってアミノ酸残基間の相互
作用の大きさを計算するアミノ酸残基間相互作用計算手
段(14)と， アミノ酸残基間相互作用の大きさと局所構造の定義に基
づき局所構造間の相互作用の大きさを計算する局所構造
間相互作用計算手段(15)と， 局所構造間相互作用の大きさに基づき局所構造間の相互
依存度を計算し，相互依存度を数値として算出する相互
依存度計算手段(20)とを備えたことを特徴とする蛋白質
分子立体構造解析装置。3. A three-dimensional structure of a protein molecule consisting of an amino acid sequence, comprising a processor (11) for executing instructions, an input device (10) for inputting data, and an output device (24) for outputting data. Data analysis means for inputting coordinate data of a protein molecule (12), and a partial amino acid residue in the entire protein molecule.
Local structure definition input processing means for inputting the definition information on the local structure (13) and the amino acid residue interaction calculating means for calculating the magnitude of the interaction between the amino acid residues by using coordinate data (14) And the local structure interaction calculation means (15), which calculates the size of the interaction between local structures based on the size of the interaction between amino acid residues and the definition of the local structure. An apparatus for analyzing the three-dimensional structure of a protein molecule, comprising: an interdependence calculating means (20) for calculating an interdependency between local structures based on the calculated values and calculating the interdependency as a numerical value .
装置において， 前記相互依存度計算手段(20)によって計算した相互依存
度に基づき各局所構造間の相互依存が，ある基準よりも
大きいかどうかを判定する相互依存大小判定処理手段(2
1)と， 相互依存の大小の判定に基づいて局所構造間の相互依存
関係をグラフによって表示する相互依存関係表示処理手
段(22)とを備えたことを特徴とする蛋白質分子立体構造
解析装置。4. The protein molecule three-dimensional structure analysis apparatus according to claim 3, wherein the interdependence between the local structures is larger than a certain criterion based on the interdependence calculated by the interdependence calculation means (20). The interdependence magnitude judgment processing means (2
An apparatus for analyzing the three-dimensional structure of a protein molecule, comprising: (1) an interdependence display processing means (22) for displaying interdependence between local structures in a graph based on the determination of interdependence.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7490192A JP3073092B2 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Protein molecular structure analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7490192A JP3073092B2 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Protein molecular structure analyzer |
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ID=13560757
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7490192A Expired - Fee Related JP3073092B2 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Protein molecular structure analyzer |
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-
1992
- 1992-03-31 JP JP7490192A patent/JP3073092B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
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|---|
| Ｂ．Ｂｕｓｅｔｔａ＆Ｙ．Ｂａｒｒａｎｓ"Ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ"，Ｂｉｏｃｈｉｍｉｃａ ｅｔ Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａ Ａｃｔａ，Ｖｏｌ．７０９，Ｎｏ．１，ｐ．７３−８３，１９８２（昭５７−１２−６） |
| Ｗ．Ｒ．Ｔａｙｌｏｒ"Ｔｏｗａｒｄｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｅｒｔｉａｒｙ ｆｏｌｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｍｏｔｉｆ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ"，ＰＲＯＴＥＩＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．８，１９９１，ｐ．８５３−８７０ |
| 斎藤「蛋白質の立体構造の予測」生物物理，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．２４５−２５４，１９８５（昭６０−１１−２５） |
Also Published As
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|---|---|
| JPH05282381A (en) | 1993-10-29 |
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