ヒト・ノイラミニダーゼ-1の立体構造予測と代表エネルギー項を用いた自由エネルギー変化の線形表現解析法によるその検証 Modeling of Human Neuraminidase-1 and Its Validation by LERE-Correlation Analysis

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Author(s)

    • 比多岡 清司 Hitaoka Seiji
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 吉田 達貞 Yoshida Tatsusada
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 中馬 寛 Chuman Hiroshi
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 芝田 雄登 Shibata Yuto
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 的場 弘 Matoba Hiroshi
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 河野 明大 Kawano Akihiro
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 原田 政隆 Harada Masataka
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • M Motiur Rahman Rahman M Motiur
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 辻 大輔 Tsuji Daisuke
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School
    • 広川 貴次 Hirokawa Takatsugu
    • 産業技術総合研究所 生命情報工学センター Computational Biology Research Center (CBRC), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
    • 伊藤 孝司 Itoh Kohji
    • 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 Institute of Health Biosciences, The University of Tokushima Graduate School

Abstract

現在までに4種類のヒト・ノイラミニダーゼ (hNEUs1–4)が知られているが、それらの中でhNEU1はシアリドーシス (リソソーム性シアリダーゼ欠損症)の標的酵素として精力的に研究されている。そのためhNEU1の生化学的機能に関する分子・電子レベルでの詳細な理解が望まれているが、hNEU1のX線結晶構造解析結果は未だ報告されていない。そこで本研究ではhNEU1の立体構造をホモロジーモデリングにより構築し、その構造に基づき、我々が提案しているLERE-QSAR (代表エネルギー項による自由エネルギーの線形表現法による3次元定量的構造活性相関)解析を用いてホモロジーモデリングにより得られた立体構造の妥当性の検証を行った。結果、hNEU1等と抗インフルエンザ剤タミフルやリレンザを含むシアル酸アナログとの実測の結合活性を統一的に説明できることを確認した。得られたhNEU1の予測構造は今後のシアリドーシスの基礎・応用研究に有用であることが期待される。なお、本論文は2011年CBI/JSBi年会 (CBI学会・JSBi合同大会)でのCBI Award for the excellent posterに選ばれた発表からの発展研究である。

Four human neuraminidases (hNEUs1-4) have been identified. Among them, hNEU1 has been studied extensively as a target for sialidosis. It has been desired to understand the biological functions of hNEU1 at the molecular and atomic levels. The three-dimensional structure of hNEU1 is not known at present. In the present work, we constructed a three-dimensional structure of hNEU1 by homology modeling, and then performed correlation analyses between observed and calculated free-energy changes (quantitative structure−activity relationship (QSAR) analyses), coupled with LERE (linear expression by representative energy terms) procedure using the modeled three-dimensional structure in order to confirm the validity of the modeled structure. The atomic coordinates of all atoms in the verified model of hNEU1 are available. The proposed structure of hNEU1 will be useful and helpful for further studies concerning the biological and chemical functions of hNEU1. The present article is one of continuous works derived from the one that won the CBI Award for the best presentation in the CBI/JSBi 2011 Joint Conference (presented by Seiji Hitaoka).

Journal

  • Chem-Bio Informatics Journal

    Chem-Bio Informatics Journal 13(0), 30-44, 2013

    Chem-Bio Informatics Society

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130004054117
  • Text Lang
    ENG
  • ISSN
    1347-6297
  • Data Source
    J-STAGE 
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