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タンパク質構造予測 (たんぱくしつこうぞうよそく) は、タンパク質についてそのアミノ酸配列をもとに3次元構造(立体配座)を予測することをいい、バイオインフォマティクスおよび計算化学における研究分野の一つである。専門的な言葉では「タンパク質の一次構造をもとに三次構造を予測すること」と表現できる。タンパク質のアミノ酸配列は一次構造と呼ばれる。タンパク質のアミノ酸配列は、その遺伝子が記録されたDNAの塩基配列から、遺伝コード(コドン)の対応表に基づいて、導出することができる。生体内において、ほとんどのタンパク質の一次構造は一意的に3次元構造(三次構造、コンフォメーション)をとる(タンパク質が折りたたまれる)。タンパク質の3次元構造を知ることは、そのタンパク質の機能を理解する上で有力な手がかりとなる。 創薬などのように公益性が高いさまざまな分野において応用されている。 タンパク質の3次元構造を解明する手段としては、実験による方法と予測による方法がある。この項目では予測による方法を説明する。 タンパク質構造予測においては多くの手法が考案されている。それぞれの手法の有効性は、2年ごとにCASP(Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction)により、評価されている。 == 概要 == 現在ではタンパク質構造予測が果たす役割は、これまで以上に重要になっている。近年、ヒトゲノム計画などDNAの塩基配列を解読する大規模なプロジェクトが盛んに行われるようになってきている。 こうしたプロジェクトの成果であるDNA塩基配列のデータから、遺伝コードの対応表に基づいて、非常に多くのタンパク質のアミノ酸配列のデータを導出することができる。公共の配列データベース(GenBankやSwiss-Protなど)に蓄積されるアミノ酸配列のデータは急速に増大しているが、現在のところ、実験による方法で決定されたタンパク質構造データの増加ペースはあまり高くない。実験による方法でタンパク質構造を決定する作業では、X線回折や核磁気共鳴(NMR)のような時間がかかり費用を要する手法を使うことが多い。そのため、この項目で説明する予測による方法でタンパク質構造を解明することが多く行われている。 しかしタンパク質構造の予測は非常に難しい。その背景には、次に述べるような多くの要因がある。 * タンパク質がとる可能性がある構造の数は、膨大である(Levinthal paradox)。 * タンパク質構造の安定性に関する物理学的な基盤が、あまり理解されていない。 * 一部のタンパク質では、その一次構造のみで三次構造を決定できないことがある。例えば、シャペロンという名前で知られる一群のタンパク質は、別のタンパク質が正しく折り畳む(三次構造をとる)のを助ける。 * 分子動力学法(MD法)のような手法でタンパク質の折りたたみを直接シミュレートすることは、実際的な理由および理論的な理由から、一般的には扱いにくい。 このような困難はあるが、タンパク質構造予測に関心を持つ多くの研究グループにより、数多くの進歩がなされてきている。 小さなタンパク質の構造予測については、現在では手法が確立している。さまざまな手法でタンパク質の構造予測が日常的に行われるようになっている。タンパク質構造予測の手法は、de novoモデリングと比較モデリングの2つに大きく分類することができる。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「タンパク質構造予測」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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