(57)【要約】単純な線状コードを用いて複合炭水化物を表わすことによって、複合炭水化物を保存し、検索し、比較し、分析するための方法。このコードは好ましくはまた、炭水化物構造内の分枝を表わすことができる。炭水化物構造をこのような線状コードに転換するための本発明の方法は、この構造の各成分を解析する工程；この構造内の各分枝を別々に区別する工程；ついで各成分を、任意にアルファベット、数字、またはこれらの組合わせであってもよい記号表示に転換する工程を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭水化物構造を線状配列として表わす方法であって、データプロセッサーによって実施され、
（ａ）炭水化物構造を複数の要素に分解する工程；
（ｂ）各要素ペア間の連結を決定する工程；および
（ｃ）前記連結で連結された一連の前記の複数の要素を組立てて、線状配列を形成する工程、
を含む方法。
【請求項２】
各要素が、基本的サッカリド単位であり、前記基本的サッカリド単位が、少なくとも糖名を特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基本的サッカリド単位がさらに、前記糖と隣接糖とを連結するための１つの位置を含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基本的サッカリド単位がさらに、前記糖への修飾を特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基本的サッカリド単位がさらに、アノマーを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記連結がさらに、炭水化物構造の少なくとも１つの分枝を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記の複数の要素が、複数の反復基本的サッカリド単位を含み、前記の複数の反復基本的サッカリド単位が少なくとも、前記基本的サッカリド単位の反復数を決定するために、関連する参照番号を有する単一基本的サッカリド単位によって表わされる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの要素が、不明のサッカリド単位を表わす記号によって置き換えられる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの要素が、複数の異なるサッカリド単位からの１つの選択を表わす記号によって置き換えられる、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
炭水化物構造がさらに、少なくとも１つの分枝も特徴とし、工程（ａ）がさらに、
（ｉ）前記の少なくとも１つの分枝を位置決定する工程と、
（ｉｉ）線状配列の中の前記の少なくとも１つの分枝を表わす工程と
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
工程（ｉ）が前記の少なくとも１つの分枝の接合のところで、サッカリドのアイデンティティにしたがって少なくとも一部実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アイデンティティが、前記接合に好ましいサッカリドの、経験に基づいて決定されたリストにしたがって、前記の少なくとも１つの分枝を選ぶために用いられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記接合が、少なくとも２つのサッカリド、すなわち前記分枝の前の第一サッカリドと、前記分枝の後の第二サッカリドとを含んでおり、したがって工程（ｉ）は前記の経験に基づいて決定されたリストにしたがって、前記第一サッカリドのアイデンティティと、前記第二サッカリドのアイデンティティとを比較することによって少なくとも一部実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一サッカリドの前記アイデンティティと、前記第二サッカリドの前記アイデンティティとが同一であるならば、工程（ｉ）を実施するために、前記第一サッカリドの位置が、前記第二サッカリドの位置と比較される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｉｉ）が、
（１）前記分枝に属する各サッカリド単位の位置決定をする工程と、
（２）それぞれ出発点記号と終点記号とを用いて、線状配列の中の前記分枝への出発点と終点とを区別する工程と
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの要素が、不明の位置を伴なう修飾を有するサッカリド単位を表わす記号によって置き換えられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの要素が、不明の位置において隣接サッカリド単位への連結を有するサッカリド単位を表わす記号によって置き換えられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
第一炭水化物構造と第二炭水化物構造とを比較する方法であって、データプロセッサーによって実施され、
（ａ）前記第一炭水化物構造および前記第二炭水化物構造の各々を、それぞれ第一線状配列および第二線状配列として供給する工程と、
（ｂ）前記第一線状配列の少なくとも一部分と、前記第二線状配列とを比較して、比較を行なう工程と
を含む方法。
【請求項１９】
工程（ａ）がさらに、
（ｉ）各炭水化物構造を、複数の要素に分解する工程；
（ｉｉ）各要素ペア間の連結を決定する工程；および
（ｉｉｉ）前記連結で連結された一連の前記の複数の要素を組立てて、前記第一線状配列と第二線状配列とを形成する工程、
を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各要素が基本的サッカリド単位であり、前記基本的サッカリド単位が、少なくとも糖名、および前記糖を隣接糖に連結するための位置を特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記基本的サッカリド単位がさらに、前記糖への１つの修飾を特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記基本的サッカリド単位がさらに、アノマーを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの要素が、不明のサッカリド単位を表わす記号によって置き換えられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの要素が、複数の異なるサッカリド単位からの１つの選択を表わす記号によって置き換えられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも１つの炭水化物構造がさらに、少なくとも１つの分枝を特徴とし、工程（ｉ）がさらに、
（１）前記の少なくとも１つの分枝を位置決定する工程と、
（２）前記線状配列の中の前記の少なくとも１つの分枝を表わす工程と
を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
工程（１）が前記の少なくとも１つの分枝の接合のところで、サッカリドのアイデンティティにしたがって少なくとも一部実施される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記アイデンティティが、前記接合に好ましいサッカリドの、経験に基づいて決定されたリストにしたがって、前記の少なくとも１つの分枝を選ぶために用いられる、請求項２７に記載の方法。
【請求項２８】
前記接合が、少なくとも２つのサッカリド、すなわち前記分枝の前の第一サッカリドと、前記分枝の後の第二サッカリドとを含んでおり、したがって工程（ｉ）は前記の経験に基づいて決定されたリストにしたがって、前記第一サッカリドのアイデンティティと、前記第二サッカリドのアイデンティティとを比較することによって少なくとも一部実施される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第一サッカリドの前記アイデンティティと、前記第二サッカリドの前記アイデンティティとが同一であるならば、工程（１）を実施するために、前記第一サッカリドの位置が、前記第二サッカリドの位置と比較される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
工程（２）が、
（Ａ）前記分枝に属する各サッカリド単位の位置決定をする工程と、
（Ｂ）それぞれ出発点記号と終点記号とを用いて、線状配列の中の前記分枝への出発点と終点とを区別する工程と
を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも１つの要素が、不明の位置を伴なう修飾を有するサッカリド単位を表わす記号によって置き換えられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも１つの要素が、不明の位置において隣接サッカリド単位への連結を有するサッカリド単位を表わす記号によって置き換えられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記第一線状配列および前記第二線状配列の各々が、線状コードの形態であり、したがって工程（ａ）が、第一炭水化物構造および第二炭水化物構造のうちの少なくとも１つを、既知の炭水化物構造表示フォーマットから前記線状配列に移し変えることによって実施され、前記既知の炭水化物構造表示フォーマットは、前記線状コード以外のものである、請求項１８に記載の方法。
【請求項３４】
さらに、
（ｃ）前記比較にしたがって類似性得点を決定する工程、
を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３５】
工程（ｂ）がさらに、
（ｉ）前記第一線状配列の少なくとも前記部分の各サッカリド単位を、前記第二線状配列の少なくとも前記部分の各サッカリド単位と比較する工程と、
（ｉｉ）各サッカリド単位ペアについてサッカリド単位比較得点を決定する工程と
を含み、
したがって前記類似性得点が前記サッカリド単位比較得点にしたがって少なくとも一部決定される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
工程（ｉ）がさらに、
（１）前記サッカリド単位ペアの各々について単糖のアイデンティティを比較し、したがって前記単糖が同一であるならば、前記サッカリド単位比較得点が増加される工程
を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程（ｉ）がさらに、
（２）各単糖と隣接単糖とを連結するための位置を比較し、したがって前記位置が前記サッカリド単位ペアについて同一であるならば、前記サッカリド単位比較得点が増加される工程
を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
工程（ｉ）がさらに、
（３）各単糖のアノマー性を比較し、したがって前記アノマー性が、前記サッカリド単位ペアについて同一であるならば、前記サッカリド単位比較得点が増加される工程
を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
工程（ｉ）がさらに、
（４）各単糖の修飾を比較し、したがって前記修飾が、前記サッカリド単位ペアについて同一であるならば、前記サッカリド単位比較得点が増加される工程
を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
工程（ｉｉ）が前記サッカリド単位の少なくとも１つの生物学的に関連した特徴にしたがって少なくとも一部実施される、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記第一線状配列および前記第二線状配列の各々が１つの分枝を有し、前記分枝が１つの接合を含み、したがって工程（ａ）がさらに、
（ｉ）前記第一線状配列および前記第二線状配列の各々を、複数のセクションに分解し、したがって前記接合の前、前記分枝のところ、および前記接合の後における、前記第一線状配列および前記第二線状配列の各々の少なくとも各部分が、別個のセクションとして表わされる工程
を含み、したがって工程（ｂ）が各セクションについて別々に実施される、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
工程（ｂ）がさらに、
（ｉ）前記第一線状配列および前記第二線状配列の分枝についての各接合ペアを比較して、接合得点を決定する工程
を含み、
したがって前記類似性得点が前記接合得点にしたがって少なくとも一部決定される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記類似性得点は前記接合得点が最小閾値以上であるならば、前記接合得点にしたがって少なくとも一部決定される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
工程（ｃ）がさらに、
（ｉ）類似サッカリド単位の少なくとも１つのクラスターを同定する工程；
（ｉｉ）前記の少なくとも１つのクラスターを評点して、クラスター得点を決定する工程；および
（ｉｉｉ）前記クラスター得点にしたがって前記類似性得点を調節する工程
を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４５】
工程（ｉ）がさらに、
（１）類似性についての最小閾値を決定する工程と、
（２）前記最小閾値以上のサッカリド単位比較得点を有する隣接サッカリド単位数を数えて、１つのクラスターを形成する工程と
を含み、
したがって前記クラスター得点が隣接サッカリド単位の前記数にしたがって少なくとも一部決定される、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
工程（ｉ）がさらに、
（３）前記隣接サッカリド単位の配向を決定する工程
を含み、
したがって前記クラスター得点が前記配向にしたがって少なくとも一部決定される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記工程（ｃ）がさらに、
（１）各サッカリド単位ペアについての前記サッカリド単位比較得点を合計して、配列得点を形成する工程と、
（２）前記配列得点を、少なくとも１つにしたがって調節する工程と
を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４８】
さらに、
（ｄ）前記第一線状配列の前記第二線状配列に対する配向を調節する工程と、
（ｅ）工程（ｂ）と（ｃ）とを反復する工程と
を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４９】
さらに、
（ｆ）前記第一線状配列の前記第二線状配列に対する様々な配向において決定される複数の類似性得点から、少なくとも１つの類似性得点を選ぶことによって、最終類似性得点を決定する工程
を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
工程（ｆ）がさらに、
（ｉ）前記の少なくとも１つの類似性得点が最小閾値よりも大きいならば、前記の少なくとも１つの類似性得点を選択する工程と、
（ｉｉ）前記第一線状配列の前記第二線状配列に対する前記配向を選択して、選択された比較ペアを形成する工程と
を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
さらに、
（ｇ）各々の選択された比較ペアを表示する工程、
を含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
工程（ｇ）がさらに、類似性の程度にしたがって注目された、サッカリド単位の各類似ペアを表示することを含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
使用者のために、ネットワークを通して、第一炭水化物線状配列と第二炭水化物線状配列とを比較するためのシステムであって、
（ａ）使用者から、第一炭水化物線状配列および第二炭水化物線状配列のうちの少なくとも１つを受取るための使用者コンピューター装置；
（ｂ）ネットワークを通して前記使用者コンピューター装置に接続されているサーバーであって、第一炭水化物線状配列および第二炭水化物線状配列のうちの前記の少なくとも１つを受取るサーバー；および
（ｃ）前記サーバーに接続されているデータベースであって、複数の炭水化物線状配列を含んでおり、したがってサーバーが、第一炭水化物線状配列および第二炭水化物線状配列のうちの前記の少なくとも１つを有する前記データベースを通して、類似配列を調査するデータベース
を含むシステム。
【請求項５４】
ネットワークがインターネットである、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
タンパク質の翻訳後修飾を表わすための方法であって、データプロセッサーによって実施され、
（ａ）炭水化物構造を記載するための線状コードを供給する工程と、
（ｂ）翻訳後修飾を、前記線状コードを用いて線状配列として表わす工程と
を含む方法。
【請求項５６】
翻訳後修飾が、グリコシル化である、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
さらに、
（ｃ）タンパク質配列とデータベースとを供給する工程と、
（ｄ）前記線状配列を前記タンパク質配列と共に、前記データベースの中に保存する工程と
を含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記データベースが、ＰＤＢデータベースとＳｗｉｓｓＰｒｏｔデータベースとの群のうちの少なくとも１つである、請求項５７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、炭水化物の表示、分析、および比較のためのシステムおよび方法に関する。特に、複合炭水化物／オリゴ糖が、配列および構造の両方にしたがって比較され、したがって炭水化物の比較および／または分析が実施される前に、炭水化物がまず、その配列および構造の線状表示に転換されるこのようなシステムおよび方法に関する。
【０００２】
発明の背景
情報科学
情報科学は科学的研究に関するので、基本的には情報管理である。情報科学を通して提供されるソフトウエアツールおよび関連するデータベースによって、膨大な量の情報を管理し、分析し、維持することができる。データベースおよび統計学的技術に基づいて、情報科学ツールによって、科学者はデータのすべてを思いどおりに保存し、照会し、アクセスし、共有し、利用することができる。これらのデータを処理し、保存し、検索し、分析するためのツールがなければ、データは失われるか、複製されるか、あるいは単にまったく活用することができない。
【０００３】
生命科学に関して、情報科学は２つの分野に分けられる。すなわち、生物情報学および化学情報学である。生物情報学は、生体物質、主としてタンパク質とＤＮＡとについて記載するデータの管理、組織化、および利用に関する。化学情報学は、化合物について、その構造および特性に関して記載するデータの管理、組織化、および利用に関する（Ｋｎａｐｍａｎ、１９９９年）。
【０００４】
生物情報学は、分子および構造生物学の実験技術においてなされた進歩後の生物学の新しい部門として出現した。これらは、高性能ＤＮＡ配列解読技術を一例とするような、膨大な量のデータを発生させる。以前には生物情報学の主要な役割は、これらのデータを組織化し、管理することであった。今日では、生物情報学の主な仕事は、様々な種類の生物学的情報に関するデータを解釈することである。このデータは当初、ＤＮＡおよびタンパク質の配列および３−Ｄ構造から主として構成されていた。現在その他の種類のデータが利用可能になりつつある。例えばＤＮＡチップ技術によって発生した遺伝子発現プロフィール、および様々な細胞および組織型の２−Ｄタンパク質マップなどである。同時に、文献においてまたは専門家の頭脳においてのみ存在する、分子相互作用および生化学経路に関する膨大な知識が存在する。この知識は、これらの生物学的データを学術および産業研究に有用な情報に変えるために、コンピュータ化され、組織化され、かつ分析されなければならない（Ｐｅｒｓｉｄｉｓ、１９９９年）。
【０００５】
生物情報学の次の２つの側面が、大規模なデータ解釈には必要である。すなわち新しいアルゴリズムおよびソフトウエアの開発と、データおよび知識のコンピュータ化である。例えば、データベースを通した生体物質の関連配列についての調査の迅速かつ感度の高い方法を開発することは重要であるが、これらの結果の解釈は、データベースの中に保存された配列に伴なう関連した生物学的情報がなければ不可能であろう（Ｆｒｉｓｈｍａｎ、１９９８年）。
【０００６】
分子モジュール要素の記載のための単一文字コードの使用、ならびにこのような単一文字コード表示の線状配列を通した複合分子構造の構成によって、複合モジュール生体分子、例えばＤＮＡおよびタンパク質を、文字の線状配列として記載することができる。このような線状配列は、これらの分子に関連する情報の保存、管理、および分析の基礎である。すべての生物の基本的ＤＮＡは、４文字のコードで記載することができる。各文字は、ＤＮＡ分子の中に見られる化学塩基、すなわちアデニン（Ａ）、チミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）、およびシトシン（Ｃ）を表わす。タンパク質およびペプチドは、２０のアミノ酸のすべて（タンパク質の「ビルディングブロック」）の表現を可能にする単一文字コードによって記載される。このコードは、専門的化学者ではない人が理解することができる形態においてすべてのアミノ酸を表わす。すなわちアルギニン（Ａ）、リジン（Ｋ）、プロリン（Ｐ）等である。豊富な種類の生命を、単なる単一文字コードに短縮することができるという考え方は、かつてはとんでもないと思われるものであったが、今では完全に受入れられている。このコードによって、ＤＮＡ六量体を４０９６の様々な「単語」で、ペプチド六量体を６．４＊１０７の様々単語で、表示することができる（Ｄａｖｉｓ、２０００年）。
【０００７】
すべての配列データは、大きいデータベースにコンパイルされる。これらの配列のすぐ後に、例えば発現データ、タンパク質−タンパク質相互作用データ、突然変異体についての表現型データ等に関するデータ収集が行なわれる。インターネット経由でのデータへの直接アクセスは、大量の情報が利用しうることを意味する。生物情報学の範囲内に含まれているテーマは、ＤＮＡおよびタンパク質配列を検索して整合させる（ａｌｉｇｎ）ことから、遺伝子産物の構造および機能を予測することまで広い範囲にわたる。生物情報学のこれらの共通の側面は、いくつかの問題点に取組むことである。例えば米国特許第６０２３６５９号は、タンパク質機能ヒエラルキーにしたがって生体分子配列情報を保存する次のようなシステムについて記載している。すなわちデータが、配列および機能の両方にしたがって検索され、これによって、単に配列それ自体から得られるであろうものよりも、配列データについてより多くの情報を供給するシステムである。
【０００８】
もともと、生物情報学は、多量の配列データを処理、表示し、分析する仕事について記載するために発明された。今日、世界中のいくつかの大規模研究センターにおける熱心な努力によって、インターネットおよびワールドワイドウエブサーバーを介して、だれでもかなり容易にデータにアクセスすることができる（Ｔｈａｙｅｒ、２０００年）。その結果、特定の遺伝子の配列相同体を発見するために、これらの配列データベースをスクリーニングすることは、大部分の分子生物学研究所において、現在ではほぼ日常的な活動である。このような調査は、１つの種の中において相同体を発見するためのみならず、他の生物における類似のいわゆるオーソロガス遺伝子をみつけるために実施される。遺伝子のこのような多数のオーソロガスグループの発見は、モデル生物の利用能力に対して優れた支持を与える。配列類似性も、これらの進化の類縁にしたがって生物をクラスターするため、したがって分類学における重要なツールである系統樹を作製するためにも用いられる。ＤＮＡ配列決定活動と平行して、染色体上の遺伝子の位置の決定が、今日、いくつかの生物に対する大規模プロジェクトにおいて実施されている。これらのプロジェクトは、効率的に処理され、提供される必要がある情報を供給する（Ａｂｂｏｔｔ、１９９９年）。
【０００９】
ついでこれらの線状配列は好ましくは、三次元構造予測に用いられる。大部分の巨大分子の場合、これらの機能は、三次元構造と密接に結びついている。これはおそらく、タンパク質、ＤＮＡ分子、およびＲＮＡ分子の場合に最も明らかである。最新の技術開発は今や、分子がどのように折畳まれているかを、より詳細に見せることができる。しかしながらこれらの三次元構造の実験的決定は、費用のかかる遅いプロセスである。したがって、主要配列データから分子の折畳みを予測するための新規手順が、至急必要とされている。タンパク質構造は結局、タンパク質−タンパク質相互作用のための酵素活性部位または表面部位に関する情報を有するので、タンパク質の三次構造を知ることは、将来の製薬産業にとって根本的重要性を有するであろう（Ｓｅａｒｌｓ、２０００年；Ｒａｗｌｉｎｇｓ、１９９７年）。
【００１０】
個々の分子の配列および予測された構造のこのような分析は、現在では、ゲノム全体の生物医学データの分析および機能的ゲノミクスにまで広げられつつある（Ｇｏｔｏｈ、１９９９年；Ｓｅａｒｌｓ、２０００年）。
【００１１】
最近数年間で、大規模生物医学分析ツールの出現が、生物学および医学の分野において科学者にとっての研究手順を不可逆的に変化させた。これらの技術によって、転写あるいはタンパク質レベルのどちらかにおいて、数千の遺伝子の発現、あるいは細胞中の数千の可能性のあるタンパク質−タンパク質相互作用、あるいは数千の突然変異体等の表現型分析の同時研究が可能になる。これらのデータのすべては、型およびフォーマットに関係なく、処理され、提供され、効率的に分析されなければならない。この問題はすでに、例えば類似調節遺伝子のクラスタリングに対して統計学者によって探求されている。このクラスタリング情報は現在、ゲノミクスプロジェクトに関するフォローアップにおいて機能的に特徴決定されていない遺伝子の機能を予測するための潜在的に有用な方法として、現在評価されつつある。これは、機能的ゲノミクスとして知られている研究分野である。遺伝子機能の予測は場合によっては、より多くの複合手順、例えば多くの種類の大規模分子データが、研究された遺伝子のための１つの試験的な機能として統合された分析を含んでいてもよい。この後者の仕事は当然ながら、前記の配列分析を適用することによって得られた情報をも利用する。さらには類似の発現プロフィールを有する遺伝子はおそらく、その調節領域において共通の配列要素を示すであろう。コンピュータ化された方法を用いてこれらの配列を同定することは、エンコードされたタンパク質間に明らかな類似性を見出すことよりも難しいので、非常に有用な情報を与えうる大きな課題であろう（Ｇｏｔｏｈ、１９９９年；Ｂｒａｚｍａ、１９９８年）。
【００１２】
結局、これらの大規模分析の結果、生命現象の数学的モデリングを生じうる。ゲノム全体の分析技術によって発生した膨大な量のデータは、クラスター化されなければならないだけでなく、より重要なことは、生理学的文脈において解釈されなければならないであろう。数千の情報単位を処理する時に現在可能である以上により洗練された方法においてこの解釈を可能にするために、コンピュータ化された戦略が開発されなければならないであろう。これは、分子レベルにおいて１つの細胞中にすべての分子プロセスのモデリングを組込む恐るべき仕事である。当初、この仕事は、細胞生理学の別個の部分、例えば代謝フラックスまたは調節ネットワークなどのモデリングによってアプローチされる。しかしながらこれらすべての統合は、生物情報学にとっての究極的課題、および一般的な生物医学の最終ゴールの重要な部分、すなわち生物の完全な分子理解を、多くの方法において構成するであろう（Ｇｅｒｓｈｏｎ、１９９７年）。
【００１３】
さらには、発生させられ、分析され、最終的に解釈されることになる情報の種類とは無関係に、このデータは、インターネットベースのワールドワイドウエブサーバーを確立することによって、科学的コミュニティに提供されなければならない。このデータの表示は、かなりやりがいのあるものになりうる。発生することがある問題は、データ提出の形態から、表示の知的かつ明確な方法の必要性まで広い範囲にわたっている。したがってデータベース管理は、エンジニアリングの問題であるだけでなく、明らかな科学的課題も提供する。これは現在、タンパク質および遺伝物質データベースのために取組まれつつある（Ｏｕｅｌｌｅｔｔｅ、１９９９年）。
【００１４】
複合糖質およびレクチン
構造的およびエネルギー貯蔵などのよく知られている機能に加えて、炭水化物（糖タンパク質、プロテオグリカン、および糖脂質）は、大部分の生物学的および病理学的活性において大きな役割を果たしている。複合炭水化物は、分子認識のほとんどすべての形態において、ならびに受精、免疫応答の発現、細胞−細胞連絡および接着、炎症、様々なガン、中枢神経系および自己免疫応答、心臓血管病、糖尿病、およびウイルスおよび細菌の細胞の創造に関わるプロセスにおいて絶対不可欠である。「複合炭水化物」とは、オリゴ糖も意味する。「炭水化物」という用語には、複合炭水化物、単糖、およびオリゴ糖も含まれる。前記領域において生物学的関連性を有する炭水化物は通常、いくつかの共有結合単糖単位から成っており、複合炭水化物またはオリゴ糖およびグリカンと呼ばれる。一般的にはアシル化または硫酸化によってさらに修飾されうる、哺乳動物系に見られる１０の単糖が存在する。オリゴ糖は大部分の場合、その他の生体分子、例えば脂質またはタンパク質を伴なっている。複合糖質として知られているこれらのハイブリッドは、糖タンパク質、糖脂質、およびプロテオグリカンとして分類することができる。
【００１５】
糖タンパク質は、圧倒的に最も複雑な複合糖質であり、例えば血液型の決定のなどの機能の原因である。オリゴ糖鎖が、トレオニンまたはセリン側鎖を介して（Ｏ−結合）、またはアスパラギンを介して（Ｎ−結合）、タンパク質に結合されているかどうかによって、Ｏ−結合およびＮ−結合の２つの主な種類の糖タンパク質がある。オリゴ糖鎖それ自体は、多くの場合枝分かれしており、多数のサブ型が存在する。
【００１６】
糖脂質は、イノシトールまたはスフィンゴシン部分によって、脂肪酸部分に共有結合されているオリゴ糖から構成されている。非極性機能と細胞膜との組合わせは、これらの分子を細胞外表面に効果的に固定する。グリコホスファチジルイノシトールアンカーとして知られている糖脂質の１つの種類は、細胞膜へのタンパク質の接着部位として作用する。もう１つの種類であるガングリオシドは、神経組織の発達において決定的であると考えられている。糖タンパク質および糖脂質の炭水化物部分は多くの場合、その他の大きい生体分子、例えば細胞表面タンパク質（レクチンまたは付着因子と呼ばれるもの）、細菌毒素、ホルモン、および抗体などの結合のための部位として作用する。したがって複合糖質は、多くの細胞−細胞相互作用を仲介する。これらは、病原体に対する生体の防御に責任を負うのみならず、逆説的ではあるが、多くの場合感染も容易にする。
【００１７】
レクチンは、特に炭水化物を結合する（または架橋する）多価炭水化物結合タンパク質である。例外として、最も古いレクチンであるリシンは実際、酵素ＲＮＡ−Ｎ−グリコシダーゼであり、チャーコット−レイデン（Ｃｈａｒｃｏｔ−Ｌｅｙｄｅｎ）結晶タンパク質（ガレクチン−１０）は、リゾホスホリパーゼとして知られており、Ｉ型レクチン、例えばシアロアドヒーシンは、免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである。多価性は、大部分のレクチンにとって依然として重要な因子であるが、絶対的な必要条件ではないかもしれない。レクチンは一般に、酵素のようには明白な触媒活性は有していないので、これらの生理学的機能は依然として明らかでない。残念ながらこの理由のために、「レクチン」という用語は、その機能が知られていない炭水化物結合タンパク質を「グループ分けする」ための便利な類群として用いられることがあった。
【００１８】
レクチンは多くの場合、糖特異性に基づいて分類される。この通常の方法は、よく知られており、実際に有用であるが、必ずしも微細な特異性に関連するものではない。同じカテゴリー中のレクチン（例えばガラクトース特異性レクチン）は、かなり様々な糖結合優先傾向を示す。さらには単一のサッカリドに対して高い親和性を決して示さないレクチンが、ますます多く発見されている。
【００１９】
近代の分子生物学の観点から、レクチンは構成タンパク質族として理解されるべきである。しかしながらヒトを含む様々な生物のゲノムの配列を決定するプロジェクトの間に、タンパク質（遺伝子）族としてのレクチンの当初の分類は、機能的解析が待たれている数千のレクチン遺伝子があるという認識に導いた。それにもかかわらず、前記遺伝学的方法は、レクチンの本質を理解するには十分でない。例えば同じ族のメンバーが類似であっても、このことは、必ずしもこれらが同じであることを意味しない（これらは通常ある程度の個々の「パーソナリティー」を有する）。「種特異性」の問題も関わっている。したがってレクチンの多くの一般的および特異的特性および特徴は、依然として解明されていない。
【００２０】
糖生物情報学
主要構造が本質的に線状である核酸およびタンパク質とは対照的に、炭水化物は枝分かれ分子である。炭水化物六量体は、１．０５×１０１２順列を有しうると計算されている（Ｌａｉｎｅ、１９９４年）。枝分かれの複雑さに加えて、アノマー立体化学、環サイズ、および炭水化物のサブユニット修飾、例えばホスホリル化、硫酸化、アセチル化、およびそれ他の多くのものが、１９７５年のＮａｔｈａｎ　Ｓｈａｒｏｎの次のような説明の正しさを証明している（“Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ：Ｔｈｅｉｒ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ”、Ｎａｔｈａｎ　Ｓｈａｒｏｎ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，ＵＳＡ，１９７５）：「実際、多くの天然ポリマーの特異性が、アミノ酸でもヌクレオチドでもなく、糖の観点から記載されることが今では知られている」。しかしながらこの考えは、最近まで普及しなかった。その結果、糖／サッカリド／複合炭水化物生物情報学は、ＤＮＡおよびペプチド生物情報学に大きく立ち遅れており、時には存在すらしていない。自然状態における炭水化物の豊富さ、および多くの生物学的および病理学的プロセスにおけるこれらの重要な役割にもかかわらず、糖生物情報学は依然として極端に限定された部門である。
【００２１】
特に、数グループのみが、炭水化物生物情報学のいくつかの側面、例えば炭水化物モデリングおよび三次元構造に取組もうと試みている（Ｂｏｈｎｅ、１９９８年；Ｉｍｂｅｒｔｙ、１９９年；Ｂｕｓｈ、１９９９年；Ｇｏｈｉｅｔ、１９９６年；Ｖｏｎ　ｄｅｒ　Ｌｉｅｔｈ、１９９８年）。例えば、公開された論文に由来し、かつＣｏｍｐｌｅｘ　Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ（ＣＣＲＣ）によって編集された４８，９５６の記録を含むＣａｒｂＢａｎｋ（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｄａｔａｂａｓｅ−ＣＣＳＤ）は、複合炭水化物を図式的または図解的にのみ表わしている。このデータベースは、炭水化物分析、類似性、あるいは比較のためのツールをまったく有していない。このことは、その有用性を厳しく制限している。さらにはＧｅｎｅＢａｎｋおよびＳｗｉｓｓＰｒｏｔの遺伝子およびタンパク質データベースとは異なって、ＣＣＳＤは、１９９３年〜１９９５年にのみ活動しており、財政的問題、粗末な情報管理構造、およびその限定された分析能力によって、１９９９年に閉鎖された。
【００２２】
１９９５年〜１９９７年に、炭水化物生物情報学を考察しようとする最初かつ唯一の試みが、Ｗｉｌｌｅｔｔによって率いられたグループによってなされた（Ｂｒｕｎｏ、１９９７年）。Ｗｉｌｌｅｔｔおよび共同研究者らは、ＣＣＳＤに保存されたデータに基づいて、標識グラフの形態において炭水化物画像化表示を実施した。この場合、それぞれ残基および残基間結合を表わすために、グラフの結節点および辺が用いられた。ついでこれらのグラフ表示は、Ｕｌｌｍａｎのサブグラフ同型アルゴリズムを用いて調査された（Ｕｌｌｍａｎ、１９７６年）。このグラフ理論の方法は、ＣＣＳＤにおける炭水化物構造の精密な調査方法を提供することが実証された。それにもかかわらず、このソフトウエアアルゴリズムが調査を支持したとしても、これは洗練されておらず、遺伝子またはタンパク質配列分析の多くの高品質ソフトウエアツールおよびアルゴリズムの能力を欠いていた。したがって、特に炭水化物の多くの重要な生物学的機能が考察される時、類似性の比較および／またはその他の種類の分析に基づいて、データベースから炭水化物を調査し、検索するために、関連したデータベースを伴なったより高い品質のソフトウエアプログラムが必要とされることは明らかである。
【００２３】
過去十年に、炭水化物生物学および化学においてルネサンスがあった。細胞表面上に存在する複合炭水化物構造を特徴決定するための効果的な方法の出現は、これらの分子の多様な生物学的機能（Ｄｗｅｋ、１９９６年）、ならびに炭水化物の大規模合成のための新たな方法の新しい評価を生じた。
【００２４】
一方で、大部分の生命形態における炭水化物の関わりおよび重要性、他方で、比較的無視されてきた膨大な情報は、糖生物情報学を容易にするソフトウエアツールを作製する必要性を示している。
【００２５】
特にこれらのソフトウエアツールは、炭水化物の単純であるが完全な表示を必要とするであろう。このことは、コンピュータによるこのような構造の比較および分析を容易にするであろう。枝分かれ、糖修飾、立体化学、アノマー、および異なる環サイズを含む炭水化物構造の複雑さが、核酸およびタンパク質に対して採用された単一文字システムの使用を不可能にしている。
【００２６】
したがって、非常に複雑な炭水化物構造の保存、検索、および標準化コンピュータ分析のための、関連データベースを含むソフトウエアツールへのニーズがあり、このツールを有することは有用であろう。
【００２７】
発明の概要
本発明は、単純な線状コードを用いて複合炭水化物を表わすことによって、複合炭水化物を保存し、検索し、比較し、分析するためのシステムおよび方法に関する。このコードは好ましくはまた、炭水化物構造内の分枝および修飾も表わすことができる。炭水化物構造をこのような線状コードに転換するための本発明の方法は、この構造の各成分を解析する工程；この構造内の各分枝を別々に区別する工程；ついで各成分を、任意にアルファベット、数字、またはこれらの組合わせであってもよい記号表示に転換する工程を含む。
【００２８】
本発明によれば、炭水化物構造を線状配列として表わす方法であって、この方法の工程がデータプロセッサーによって実施され、（ａ）炭水化物構造を複数の要素に分解する工程；（ｂ）各要素ペア間の連結を決定する工程；および（ｃ）これらの連結で連結された一連の前記の複数の要素を組立てて、線状配列を形成する工程を含む方法が提供される。
【００２９】
本発明のもう１つの実施態様によれば、第一炭水化物構造と第二炭水化物構造とを比較するための方法であって、この方法の工程がデータプロセッサーによって実施され、（ａ）第一炭水化物構造および第二炭水化物構造の各々を、それぞれ第一線状配列と第二線状配列として供給する工程；（ｂ）第一線状配列の少なくとも一部分と第二線状配列とを比較して、比較を行なう工程；および（ｃ）この比較にしたがって類似性得点を決定する工程を含む方法が提供される。
【００３０】
本発明のさらにもう１つの実施態様によれば、タンパク質の翻訳後修飾を表わすための方法であって、この方法の工程がデータプロセッサーによって実施され、（ａ）炭水化物構造を記載するための線状コードを供給する工程と、（ｂ）翻訳後修飾を、この線状コードを用いて線状配列として表わす工程とを含む方法が提供される。
【００３１】
「複合炭水化物」とは、オリゴ糖も意味する。「炭水化物」という用語は、複合炭水化物、単糖、およびオリゴ糖を含む。
【００３２】
以後、「コンピュータ装置」という用語には、次のものが含まれるがこれらに限定されるわけではない。すなわち、オペレーティングシステム、例えばＤＯＳ、ウインドウズ（商標）、ＯＳ／２（商標）、またはリナックスなどを有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）；マッキントッシュ（商標）コンピュータ；オペレーティングシステムとしてＪＡＶＡ（登録商標）−ＯＳを有するコンピュータ；グラフィカルワークステーション、例えばサン・マイクロシステムズ（商標）およびシリコン・グラフィックス（商標）のコンピュータ、およびユニックスオペレーティングシステムの何らかのバージョン、例えばサン・マイクロシステムズ（商標）のＡＩＸ（商標）またはソラリス（商標）を有するその他のコンピュータ；またはその他のあらゆる既知の入手しうるオペレーティングシステム、またはなんらかの装置であり、これには、次のものが含まれるが、これらに限定されるわけではない。すなわち、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナルデータアシスタント）装置、携帯電話、あらゆる種類のＷＡＰ（ワイヤレスアプリケーションプロトコル）使用可能装置、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）基準またはその他のあらゆるワイヤレス基準にしたがって操作されるあらゆる種類の装置、あらゆる種類の装着型コンピュータであり、これらは既に規定されているネットワークに接続することができ、オペレーティングシステムを有する。以後、「ウインドウズ（商標）」という用語は、次のものを含むが、これらに限定されるわけではない。すなわち、ウインドウズ９５（商標）、ウインドウズ３．ｘ（商標）（ここにおいて「ｘ」は例えば「１」のような整数である）、ウインドウズＮＴ（商標）、ウインドウズ９８（商標）、ウインドウズＣＥ（商標）、ウインドウズ２０００（商標）、およびマイクロソフト社（米国）によってグレードアップされたこれらのオペレーティングシステムのあらゆるバージョンである。
【００３３】
本発明の場合、ソフトウエアアプリケーションは、実質的にあらゆる適切なプログラミング言語で書き込まれてもよいであろう。これは、当業者によって容易に選択されるであろう。選ばれたプログラミング言語は、ソフトウエアアプリケーションが実行されるコンピュータ装置と適合するものであるべきである。適切なプログラミング言語の例には、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐｅｒｌ、およびＪａｖａ（登録商標）が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００３４】
さらには本発明は、ソフトウエア、ファームウエア、またはハードウエアとして、あるいはこれらの組合わせとして実施することができるであろう。これらの実施のどれについても、本方法によって実施される機能工程は、データプロセッサーによって実施される複数のインストラクションとして記載することができるであろう。
【００３５】
図面の簡単な説明
本発明は、単なる例として、添付図面を参照して本明細書に記載される。
図１は、本発明による配列類似性比較および分析を実施するための方法例のフローチャートである。
図２は、本発明による配列の特別な例証的比較方法のフローチャートである。
図３は、本発明にしたがって構成されたデータベースに対してガリレー（Ｇａｌｉｌｅｅ）抗原を含むグリカン：Ａａ３Ａｂ４ＧＮｂ３Ａｂ３ＡＮｂ４（ＮＮａ３）Ａｂ４Ｇｂ：Ｃの比較を示している（グリコミクス（Ｇｌｙｃｏｍｉｃｓ）データベース；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｌｙｃｏｍｉｎｄｓ．ｎｅｔ）。
図４は、炭水化物配列分析のための本発明によるシステム例の概略ブロック図である。
【００３６】
好ましい実施態様の説明
本発明は、複合炭水化物を保存し、検索し、比較し、分析するための関連データベースを含む、一組のソフトウエアツールに関する。これらのソフトウエアツールは、単純な線状コードを用いて複合炭水化物でさえも表示することに依存している。これは好ましくはまた、炭水化物構造内の分枝および修飾も表わすことができる。炭水化物構造をこのような線状コードに転換するための本発明の方法は、この構造の各成分を解析する工程；この構造内の各分枝を別々に区別する工程；ついで各成分を、任意にアルファベット、数字、またはこれらの組合わせであってもよい記号表示に転換する工程を含む。
【００３７】
このような単純な線状コードの必要条件を満たすために、本発明は、サッカリド単位（ＳＵ）文字コードに関して記載された単位から構成されている多文字コードを提供する。ＳＵは、炭水化物パラメーターを表現するあらゆる物理的パラメーターを、線状ストリングとして記載する一方、シンタックスは、好ましくは分枝も含めて、炭水化物が互いに連結されている方法を表現する。
【００３８】
炭水化物の構造がひとたび線状コードとして表現されたら、これらの線状コードは任意にかつ好ましくは比較されてもよい。これらの線状コードを比較するための本発明の方法は好ましくは、下記のように実施される。簡単にいえば、照会（ｑｕｅｒｙ）および対象（ｓｕｂｊｅｃｔ）炭水化物構造が、好ましくは既に線状コード配列として、比較のために入力される。これらの配列はついで、サッカリド単位に分けられる。この技術において知られているあらゆる種類のストリング比較アルゴリズムを用いることができるであろうが、好ましくはこれらの配列は、対象配列に対して照会配列を「スライドさせる」ことによって比較され、その結果、各サッカリド単位と照会および対象複合炭水化物のサッカリド単位の各サブ配列との比較が生じる。ついで類似性得点を決定するために、この比較手順の結果が分析される。
【００３９】
本発明の方法の潜在的用途には、次のものが含まれるが、これらに限定されるわけではない。すなわち、炭水化物データベースの管理、および照会配列と同一であるかまたは類似している該配列をみつけて検索するための、このようなデータベースを通した調査；例えば生物合成経路および阻害物質の同定を通した薬剤の発見；比較分析；既知の機能を有する炭水化物との比較を通した、新たに発見された炭水化物構造の機能的同定；不明の構造を有する炭水化物配列に結合すると予測されうる、不明の構造を有するタンパク質配列の機能的同定；および炭水化物構造についての試験管内合成経路を記載することである。試験管内および生体内の両方の合成経路については、本発明の方法は任意に、これらの経路を一組の一次方程式（ｌｉｎｅａｒ　ｅｑｕａｔｉｏｎ）として記載するために用いることができるであろう。参加炭水化物構造は、線状コードにおける線状配列を用いて表わされる。
【００４０】
本発明の方法のもう１つの用途は、線状コードを用いて、タンパク質の翻訳後修飾としてグリコシル化を記載することである。例えばタンパク質が、追加された複合炭水化物構造の形態においてこのような翻訳後修飾を受取るならば、この複合炭水化物構造は、線状コードを用いて記載することができ、これによって、グリコシル化がタンパク質配列と共にデータベース内に保存されうる。このような複合炭水化物構造は任意であっても、例えばタンパク質の類似の翻訳後修飾を位置決定するために、照会配列と共に調査し、検索することができるであろう。このような追加線状コード配列を保存するのに適したタンパク質データベースの例には、ＳｗｉｓｓＰｒｏｔおよびＰＤＢ（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｄａｔａｂａｎｋ）が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００４１】
本発明の炭水化物線状コードは、生物科学における最後のアナログデータをデジタル化し、生物情報学、薬剤発見、およびウエブアプリケーションにおいて、膨大な潜在能力を切開く。類似性および炭水化物構造間の類似性の位置決定、および生物関連情報パッケージ全体の編集は、薬剤発見科学および産業のためにもう１つの未研究分野を切開く。ヒトのレクチンが、主要な生物学的および病理学的プロセスにおいて大きな重要性を有するにもかかわらず、大部分のレクチン、これらの遺伝子、およびこれらの正確な機能は知られていない。これらのタンパク質によって結合された炭水化物構造の観点からの既知のレクチン遺伝子の比較は、類似の炭水化物構造の調査、ならびに新しいレクチン遺伝子の同定、およびこれらの潜在的機能の評価を裏付けるであろう。この新規線状コードによって与えられる新しい機会は、炭水化物であれ、タンパク質であれ、これらの組合わせであれ、糖関連薬剤および標的の発見に、新たな時代を切開いた。
【００４２】
複合炭水化物の保存、検索、比較、および分析のための本発明の様々な要素の考察をさらに容易にするために、次の記載はいくつかのセクションに分けられる。「線状コードシンタックス」という表題の第一セクションは、線状コードそれ自体について考察する。「分析方法」という表題の第二セクションは、本発明による分析および比較方法の一例を記載する。「各サッカリド単位についての比較得点」という表題の第三セクションは、サッカリド単位ペアの比較方法の特定例を記載する。「接合の比較」という表題の第四セクションは、接合ペアの比較方法の特定例を記載する。「類似性要素のさらなる分析」という表題の第五セクションは、類似サッカリド単位のクラスターの規定方法の特定例を記載する。「分析方法の特定例」という表題の第六セクションは、本発明の方法の操作の全体的な特定例を記載する。「配列分析のためのシステム例」という表題の第七セクションは、本発明によるシステム例を記載する。
【００４３】
セクション１：線状コードシンタックス
本発明の線状コードのシンタックスでは、炭水化物のいくつかの要素が、単純な反復要素として表わされる必要がある。集合的にこれらの要素は、複合炭水化物構造でさえ単純な線状配列として表わすことができる線状コードを形成する。本発明によれば、このような反復要素の各々は、本明細書において「基本的サッカリド単位」と呼ばれる。
【００４４】
基本的サッカリド単位（ＳＵ）は、５つの部分から構成されている。すなわち、糖名、この糖へのなんらかの修飾、アノマー、この糖が隣接糖に連結されている位置、および分枝の存在（もしあれば）である。
【００４５】
糖名　−　糖名は、１つの大文字によって表わされ、単糖名の表によって決定される。これの一例は、下記に示されている。
【００４６】
すべての単糖は、ほかの記載がなければ、「Ｄ」立体配置にあり、ピラノース形態にある。
【００４７】
【表１】
2004505334.tif 000002
2004505334.tif 000003
下記の省略形に注目すべきである。
ＭＳ’＝通常の立体特異性と反対の立体特異性Ｄ◇Ｌ
ＭＳ＾＝通常の構造と反対の構造Ｐ◇Ｆ
ＭＳ〜＝立体特異性および構造の両方において二重に反対のもの（ｄｏｕｂｌｅ　ｏｐｐｏｓｉｔｅ）を有する希糖（ｒａｒｅ　ｓｕｇａｒ）
【００４８】
このより完全な表においてでさえ、現実には可能性のある糖すべてが記載されているわけではない。例えば哺乳動物種に見られる炭水化物とあまり関連性のない、あまり一般的でない多くの糖が存在する（キシルロース、エリトルロース、タゴース等）。しかしながらこの例は、この表コードが、独特の大文字を追加することによって、あらゆる所望の糖を容易に追加することができることを明らかに証明している。
【００４９】
糖修飾　−　これらの修飾は、その中に数字と文字のペアを有するカッコ（「　［“，“］　」文字）によって表わされる。数字は、修飾の位置を表わす。文字は修飾それ自体を表わし、これは修飾表によって決定される。これの一例を下記に示す。
【００５０】
【表２】
2004505334.tif 000004
2004505334.tif 000005
【００５１】
普通の修飾だけが上記表の例に現れていることに注目すべきである。多数のアルキル基、例えばエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、およびその他の多くのもの、ならびに多数のアシル基、例えばヌメレート、アセテート、プロパノエート、ブタノエート、およびその他のものは、ここには表わされていない。これらの修飾は、所望であれば追加することができるのは確かであろう。その他の修飾は、任意に糖分子上に合成されうるであろう。したがって、どんな修飾も加えることができるが、独特のコードを伴なう。
【００５２】
さらにはあるいくつかの普通の修飾は、糖名への付加物として記載することができる。例えばＡ［２Ｓ］→ＡＳである。普通の修飾についてのルールが、好ましくは修飾翻訳表に含まれている。この一例を、リストとして下記に示す：
ＡＱ＝Ａ［２Ｑ］
ＡＮ＝Ａ［２Ｎ］
ＧＮ＝Ｇ［２Ｎ］
ＮＮ＝Ｎ［５Ｎ］
ＮＪ＝Ｎ［５Ｊ］
【００５３】
アノマー　−　アノマーは、修飾後に現われ（もしもこのような修飾が存在するとすれば）、文字「ａ」（α−アノマーを表わす）または「ｂ」（β−アノマーを表わす）によって表わされる。
【００５４】
位置　−　この糖が隣接糖に連結されている位置は、数字によって表わされ、ＳＵにおいては最後に現われる。
【００５５】
糖が修飾を通して隣接糖に結合されている（この修飾は、糖の還元末端または隣接糖に結合されている）時、この修飾は好ましくは、いつものように「［‘，’］」の中に書かれているが、シンタックスは実際の構造を表わすために変更される。修飾の位置は、アノマーの後に書かれ、修飾の位置は書かれていない。
【００５６】
例えばスルフェート基を通して第六グルコース炭素に結合しているＮｅｕＡｃは、ＮＮａ［Ｓ］６Ｇ−ｒｅｐと記載される。
【００５７】
次の表は、様々な修飾型等を有する基本的サッカリド単位のいくつかの例を示しており、註を伴なう。
【００５８】
基本的な糖名
【表３】
2004505334.tif 000006
【００５９】
本発明の単純線状コードの能力は、下記実施例において実証されている。シアル酸は、多くの修飾を有する酸性糖であるが、線状コードによって、これらは次のように容易に記載しうる。
【００６０】
【表４】
2004505334.tif 000007
2004505334.tif 000008
【００６１】
複合炭水化物（ＣＣ）
ついで各複合炭水化物を構成するために、基本的サッカリド単位が用いられる。これは、複数の結合されたサッカリド単位（ＳＵ）から構成されている。ＣＣは、サッカリド単位が、右から左に配列されるように記載される。例えばＡａ２Ｇａ４Ｍｂ３である。右側の最後の文字は任意に、共役であってもよい。線状コードは好ましくは、様々な種類の共役を表わすために、３つの文字を用いる。タンパク質共役は、「；」で表わされる。その場合共役アミノ酸配列は、アミノ酸単一文字コードとして記載される。ＳＵ結合アミノ酸がこの配列の真中にある場合、これは「−−」というしるしが付けられる。例えば配列３４５−Ｉｌｅ−Ｐｒｏ−Ａｓｎ−Ｔｙｒ−Ｓｅｒ−Ｃｙｓ−３５０においてＡｓｎに結合されたＤ−Ｇｌｃは、Ｇａ；３４５ＩＰ−Ｎ−ＹＳＣとして表わされる。既知の配列を有するタンパク質のＡｓｎ８０に結合されたＤ−Ｇｌｃは、Ｇａ；８０Ｎとして表わされる。
【００６２】
脂質共役は、「：」で表わされる。この場合、この共役配列は、線状コードとして記載される。脂質部分についての線状コードの例を、次の表に示す。
線状コードにおける脂質部分
【表５】
2004505334.tif 000009
【００６３】
その他の種類の共役は、「＃」の後に自由に記載される。
【００６４】
慣用名で、あるいは通常の図式的または図解的表示を用いて記載された場合、６つの単糖を特徴とする複合炭水化物は、次のようなものであろう：
【化１】
2004505334.tif 000010
【００６５】
本発明の線状コードにおいて、同じ構造は下記のように記載される：
Ａｂ４ＧＮｂ３Ａｂ４ＧＮｂ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃ
明らかに後者の表示は、他の炭水化物配列を記載し、保存し、検索し、かつ比較するのがはるかに簡単である。例えば、遺伝物質、例えばＤＮＡ配列についての類似性比較を実施する目的のために、多くのストリング比較ツールが存在する。したがって、非常に長い複合炭水化物の記載を、単純な線状ストリングに縮小すると、線状複合炭水化物についてでさえ、本発明の線状コードの明らかな利点が実証される。
【００６６】
枝分かれＣＣ
炭水化物構造が、１つまたはそれ以上の分枝を特徴とする時、より複雑なケースが生じる。例えば、その基本要素の単純な線状配列を特徴とするＤＮＡおよびタンパク質などのその他の種類の生体物質とは異なって、炭水化物は枝分かれ構造を有することがある。このような枝分かれ構造は好ましくは、表示された配列の線状性が維持されるように、本発明の単純な線状コードによって処理される。
【００６７】
分枝は任意にかつ好ましくは、カッコ（「“，“」文字）によって表わされる。開いたカッコの文字は、各分枝の最初に現われ、閉じたカッコの文字はその最後に現われる。
【００６８】
どの結節点がカッコの中に現われるか、およびどれがカッコの外に現われるかについての決定は、より好ましくは各結節点の最初のＳＵに基づいている。任意にかつ好ましくは、この配列の一部分のカッコの外あるいは中への割当ては、次のようにして実施される。
【００６９】
まず、サッカリド単位が異なる糖名を有するならば、上記単糖名の表が用いられる。この表は、ヒエラルキー的に順序付けられている。これは、カッコの中または外に属するものとしてのこの配列の一部分の相対位置を決定する。このヒエラルキーはより好ましくは、カッコの中に配置されているこの配列の量を最小限にするために、あるいくつかの糖が分枝結節点において現われる頻度にしたがって、経験に基づいて決定される。この表において低い方のＭＳから始まる鎖（したがってより稀なＳＵ）は、分枝鎖と呼ばれる。同時に、高い方のＭＳランクから始まる鎖は、主鎖と呼ばれる。このヒエラルキーにおける糖は、これがＤ形態にあるか、Ｌ形態にあるか、あるいはこれがピラノースであるかフラノースであるかどうかを考慮せずに、絶対値として記載される。修飾も、この表自体に存在する修飾されたＭＳ以外は、ＭＳのヒエラルキーを変更しない。
【００７０】
例えばこれらの単位が同じ糖名を有するならば、これらの位置が調べられる。大きい方の位置の数を有するサッカリド単位は、好ましくはカッコの中に記載される。
【００７１】
例えば、１つの分枝、例えばガングリオシドＧＭ１を含む複合炭水化物構造は、次のように記載される：
【化２】
2004505334.tif 000011
前記の工程によれば、糖Ｄ−ＧａｌｐＮａｃとＤ−Ｎｅｕｐ５Ａｃとは、好ましくは単糖名の表に保存されている情報にしたがって比較される。Ｄ−Ｎｅｕｐ５Ａｃはこの表の比較的低いヒエラルキーのところにあるので、したがってこの糖はカッコの中に記載される。前記の枝分かれ構造の線状コードフォーマットは、Ａｂ３ＡＮｂ４（ＮＮａ３）Ａｂ４Ｇｂ：Ｃである。
【００７２】
同じ糖型が分枝点において見られるもう１つの例は、次の構造によって示される：
【化３】
2004505334.tif 000012
この構造において、線状コードによれば、ほかの点では同一な糖ペアからの単糖の場合、比較的大きい位置の数を有する単糖は、カッコの中に配置される。したがってこの構造は、次のように表示される：
ＮＮａ３Ａｂ４ＧＮｂ２Ｍａ３（Ａａ３Ａｂ４ＧＮｂ２Ｍａ６）Ｍｂ４ＧＮ
【００７３】
複合炭水化物は、多数の分枝を有していることがある。例えばいくつかの分枝を含む化合物であって、各々が異なる糖型から出発する化合物は、通常次のように表わされる：
【化４】
2004505334.tif 000013
本発明の線状コードにおいて、この構造は次のように記載される：
ＮＮａ３（ＮＮａ６）Ａｂ４（Ｆａ３）ＧＮｂ３Ａｂ４（Ｆａ３）ＧＮｂ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃ
【００７４】
あるいくつかの炭水化物構造はまた、入れ子式分子を有していることもある。これらも、新しい分子が始まるたびに、開いたカッコを単に特定することによって、本発明の線状コードによって表わすことができる。例えば、次の複合炭水化物について図式的または図解的に記載された普通の形態は、一般的に次のように記載される：
【化５】
2004505334.tif 000014
【００７５】
この複合炭水化物についての構造は、本発明の線状コードによって次のように完全に記載される：
ＮＮａ３Ａｂ４ＧＮｂ３（ＡＮａ３（Ｆａ２）Ａｂ４ＧＮｂ６）Ａｂ４ＧＮｂ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃ
本発明の線状コードは、非常に用途が広く、高度に枝分かれした構造を非常に容易に表現することができる。例えば三重の枝分かれ点およびその他の複合構造は、本発明の線状コードによって予測可能かつ再生可能に完全に記載される。
【００７６】
三重の枝分かれ接合点も同様に事実上存在し、線状コードによって容易に記載される。次々に開かれる隣接カッコは、この結節点の中にいくつかの子結節点が存在することを示している。例えばこの複合構造：
【化６】
2004505334.tif 000015
は、本発明の線状コードにおいて、次のように表示される：
ＮＮａ３Ａｂ３（ＮＮａ６）（Ｆａ４）ＧＮｂ３Ａ
【００７７】
次の例は、この炭水化物構造についての線状コードを決定するための多重ルールの操作を示している。下記炭水化物の非常に複雑な構造は、図式的または図解的に次のように記載される：
【化７】
2004505334.tif 000016
この構造の線状コードは、次のとおりである：
Ａｂ３ＧＮｂ３（Ａｂ３（Ｆａ４）ＧＮｂ３Ａｂ４（Ｆａ３）ＧＮｂ６）Ａｂ４Ｇ
もう１つの例として、多糖類は、複数の反復炭水化物単位から構成されている。このような多糖類は任意には、カール付きカッコ、すなわち「｛“および“｝」に入れられている基本的反復単位を用いて表わされる。基本的単位の反復数は、左側カッコの右側に現われる。反復数が分からない時、数字の代わりにｎという文字が用いられる。例えばβ−１，４結合によって結合されたグルコース残基のポリマーであるセルロースは、｛ｎＧｂ４｝と記載されるであろう。
【００７８】
反復単位が、「一列に並んで（ｈｅａｄ　ｔｏ　ｔａｉｌ）」ではなく、「頭から分枝まで（ｈｅａｄ　ｔｏ　ｂｒａｎｃｈ）」連結されているならば、この単位が連結されているＳＵは、「−−」のしるしが付けられている。例えば、クレブシエラ属Ｋ６１からのきょう膜抗原の反復単位は、線状コードでは｛ｎＡａ３（−Ｕｂ２−）Ｍａ３Ｇｂ６Ｇａ４｝と記載される。これは、この配列が、ＧｌｃＡ（Ｕ）残基への反復単位の連結を通して反復しているという意味である。
【００７９】
線状コードにおける一般規則として、「−−」のしるしが付けられている残基は、１つの配列が結合している残基である。これの使用のもう１つの例は、反復単位は別として、グリカンがタンパク質に結合されている時であり、全体の結合部位のアミノ酸ｎ配列が言及される。例えば次の線状コード：
ＧＮｂ２Ｍａ３（ＧＮｂ２Ｍａ６）Ｍｂ４ＧＮｂ４（Ｆａ６）ＧＮｂ；Ｋ−Ｎ−ＱＴＷ
は、アミノ酸配列ＫＮＱＴＷの中にあるアスパラギン（Ｎ）に結合したＮ−結合グリカンを表わす。
【００８０】
環式グリカンは、この配列の末端に単にｃを付け加えることによって、線状コードとして表わすことができる。
【００８１】
いくつかの種類の成分は、本発明の線状コードの中に記載するのがさらに難しい。これには、二重のもの（ｄｏｕｂｌｂｅｓ）、不明要素、およびワイルドカード要素が含まれる。例えば任意には、ＳＵまたはＣＣの中に不明の１つまたはそれ以上の成分が存在することがある。これらの成分は好ましくは次のように記載される。まず、ＳＵの成分のうちの１つのみが不明であるならば、「？」の文字が用いられる。例えば線状コード：
ＡＮ？３
の場合、アノマー型（ａ／ｂ）が不明である。
【００８２】
線状コード：
ＡＮｂ？？ｂ４
の場合、左側ＳＵの位置および右側ＳＵの糖名が不明である。
【００８３】
次の線状コード：
Ａ［？Ｔ７？］ａ３
の場合、ＳＵは修飾を有するが、Ｔの位置および７位のアイデンティティは不明である。
【００８４】
任意には、必要とされるだけ多くの不明の成分の組合わせがあってもよい。例えば次の線状コード：
Ａ［？Ｔ］？？？［５？］ａ３
の場合である。
しかしながらＣＣの中のＳＵ全体が不明であるならば、好ましくは「＊」という文字が用いられる。
線状コード：
ＡＮｂ３＊Ａｂ４
の場合、３つのサッカリド単位があるが、真中のＳＵのアイデンティティが不明である。これは、次の線状コード：
ＡＮｂ３？？？Ａｂ４
の書き方と同一である。
【００８５】
しかしながら、「？」という文字は好ましくは、１つの成分と置き換えられるのであって、１つの文字と置き換えられるのではなく、したがって例えば、糖ＡＮは「？」によって置き換えられるのであって、「？？」によって置き換えられるのではない。
【００８６】
さらにはこのような文字の組合わせは任意に、次の線状コード：
ＡＮｂ？＊Ｇａ４Ｍ［？Ｔ］？３
においてのように用いることができる。
これは、アノマーおよび第一ＳＵの修飾位置が不明であるということを表わしている。第三ＳＵ全体も不明であり、第四ＳＵ修飾の位置、ならびにＳＵそれ自体全体のアイデンティティもそうである。
【００８７】
ある程度の不確定性を有する構造を表わすために用いることができるもう１つの種類の文字は、二重文字である。これらの文字は、使用者が特定のＳＵまたはＣＣのアイデンティティについて確かではないが、不明のＳＵまたはＣＣ用の記号を使いたくない時に有用である。これらの二重文字は、いくつかの意味を有するＣＣを挿入するために用いられる。これは、「／」文字を用いて行なうことができる。
【００８８】
この「／」文字は、例えば新しいＣＣを炭水化物配列のデータベースの中に入れる時に用いることができるであろう。したがって新しいＣＣは、限定数のアイデンティティのうちの１つを有すると決定される。例えば二重文字は、次のように用いることができるであろう：
ＡＮｂ３／４
これは、この位置が３か４であって、ほかのものではありえないという意味である。
【００８９】
この「／」文字は任意に、１つのＣＣにおいて数回用いられてもよい。例えば線状コード：
ＡＮ３／４Ｇ／Ｆａ／ｂ５Ｎ［３／４Ｇ］ｂ７
は、各「／」が表わすものの意味を強調するために次のように書き直されてもよい：
ＡＮ３／４　Ｇ／Ｆａ／ｂ５　Ｎ［３／４Ｇ］ｂ７
要するにこのＣＣは、（２＾４＝）１６の異なる方法において解釈することができる。
【００９０】
任意にかつより好ましくはＳＵまたはＣＣに対して、「／」文字がいくつ記載されてもよいが、各「／」に対して２つの値しか入れられない。したがって線状コード：
ＡＮａ／ｂ３／４
は許されるが、線状コード：
ＡＮａ３／４／５
は許されない。
【００９１】
もう１つの線状コードの表現法は／　であり、これは「あるいはそうではない」という意味である。これは、糖単位に対する修飾において用いられ、糖単位上になんらかの修飾があるかどうかを示す。例えばＡ［３Ｐ／　］は、ガラクトース単位の第三位置上にホスフェート基があるか、あるいはそこには修飾がないかを示す。
【００９２】
２つのサッカリド単位のうちの１つは、ＳＵ全体として、可能な要素としてのこの種類の表示のために、「／／」記号を用いるものが選択されてもよい。例えば線状コード：
Ａａ３／／Ｇｂ２
は、これら２つの単糖のうちの１つが正しい単糖であることを表わしている。
【００９３】
好ましくはこれらの様々な不明の要素の組合わせが可能である。例えば線状コード：
Ａａ／ｂ４／／Ｇａ２／３
は、正しい要素のアイデンティティは知られていないが、可能性のある次の選択肢（Ａａ４、Ａｂ４、Ｇａ２、Ｇａ３）のうちの１つが真であることを意味すると解釈される。この表記法はより好ましくは、解読者にこれらのＳＵのうちの１つまたはそれ以上を選ぶよう促す。
【００９４】
本発明の比較方法の場合、二重のものは、すべてのＣＣと比較することができるが、これらは、このＣＣから解釈することができ、かつこのＣＣを最初に入力した使用者によって承認されたものである。このような可能性のあるＣＣの各々は好ましくは、例えば類似性の比較を目的として、通常のＣＣであるとみなされる。換言すれば、既に二重のものの一部を構成した成分の１つを用いて１つのマッチがみつけられているならば、このマッチは正当なマッチである。このような多重比較は、不明の要素についてより難しいのは明らかであり、したがって好ましくは実施されない。その代わり、不明の要素は好ましくは、その構造内で、スペースホルダーとしてのみ作用する。
【００９５】
二重文字記号はまた、任意にかつ好ましくは、使用者によって入力されたＣＣと、データベース内のＣＣとの間の比較を調べるために用いることもできる。二重文字の以前の使用に適用されるルールのすべては好ましくは、単一の変更以外はこのケースにも同様に適用される。すなわち、使用者が同じ成分に対して望むかぎり多くの値を入力することができる。このことは、使用者が今や次のような線状コードを記載することができることを意味する：
Ａ［３Ｎ／Ｔ］ａ４／５／６Ｇａ２／／Ｇａ３／／Ｆｂ２
これは好ましくは、これらの次の１８のＣＣとして解釈されるであろう。すなわち、
Ａ［３Ｎ］ａ４の前にＧａ２またはＧａ３またはＦｂ２が置かれているもの；
Ａ［３Ｎ］ａ５の前にＧａ２またはＧａ３またはＦｂ２が置かれているもの；
Ａ［３Ｎ］ａ６の前にＧａ２またはＧａ３またはＦｂ２が置かれているもの；
Ａ［３Ｔ］ａ４の前にＧａ２またはＧａ３またはＦｂ２が置かれているもの；
Ａ［３Ｔ］ａ５の前にＧａ２またはＧａ３またはＦｂ２が置かれているもの；
Ａ［３Ｔ］ａ６の前にＧａ２またはＧａ３またはＦｂ２が置かれているもの。
【００９６】
前記ＣＣは任意には、次の線状コードを記載することによって、さらに短縮することもできる：
Ａ［３Ｎ／Ｔ］ａ４／５／６Ｇａ２／３／／Ｆｂ２
これは、それ自体が二重のものの一部であるＳＵの中の内部二重を追加する。使用者はまた好ましくは、比較を実施する時にこれらのＣＣのうちのどの１つ（またはそれ以上）を用いるべきか選ぶよう求められる。
【００９７】
当然ながら、二重文字と分枝との両方を含む複合炭水化物の場合、シンタックスは、二重文字によって示された空間を満たす要素のアイデンティティによって劇的に変更されることがある。
【００９８】
例えば線状コード：
Ｇｂ４（Ｇｂ３／６）Ｆａ３
は好ましくは、次のような２つのＣＣとして解釈されるであろう：
Ｇｂ４（Ｇｂ６）Ｆａ３
Ｇｂ３（Ｇｂ４）Ｆａ３。
主な結節点は、第一ＣＣの場合はＧｂ４であり、第二ＣＣにおいてはＧｂ３である。好ましくはこのシステムは、解釈されたＣＣを構築しつつ、このような変更を劇的に処理する。
【００９９】
下記の実施例は、ワイルドカードおよび二重のものの使用を例証している。次の図式的または図解的表示および線状コードは、修飾位置が知られていない時のＣＣの記載方法を示している。この図式的または図解的表示は次のとおりである：
【化８】
2004505334.tif 000017
線状コードにおいて、この構造は、次のように表示される：
ＮＮ［？ＣＢ］ａ８ＮＮａ３Ａｂ４Ｇｂ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃ
【０１００】
もう１つの例として、次の図式的または図解的表示および線状コードは、グリコシド結合が２つの可能性のうちの１つである時の構造の記載方法を示す。この図式的または図解的表示は次のとおりである：
【化９】
2004505334.tif 000018
線状コードにおいて、この構造は、次のように表示される：
ＡＮａ３（Ｆａ２）Ａｂ３ＧＮｂ３（ＡＮａ３（Ｆａ２）Ａｂ３／４ＧＮｂ６）Ａｂ３ＧＮｂ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃ
【０１０１】
次の図式的または図解的表示および線状コードは、結合位置が知られていない時の構造の記載方法を示す。この図式的または図解的表示は次のとおりである：
【化１０】
2004505334.tif 000019
線状コードにおいて、この構造は、次のように表示される：
ＮＮａ？ＮＮａ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃ
【０１０２】
次の図式的または図解的表示および線状コードは、アノマーが知られていない時の構造の記載方法を示す。この図式的または図解的表示は次のとおりである：
【化１１】
2004505334.tif 000020
【０１０３】
線状コードにおいて、この構造は、次のように表示される：
ＡＮ？３Ａ？４Ａａ４Ａｂ４：Ｃ
【０１０４】
ＣＣ要素の複合的「不確定連結場所」：
不確実性は、ＳＵ（またはＳＵの配列）のＣＣへの連結位置にあることがある。
【０１０５】
例えば、
【化１２】
2004505334.tif 000021
【０１０６】
この構造において、αＧａ１（１→３）の連結部位に関して不確実性がある。この種類のＣＣについての線状コードの記載は、任意にかつ好ましくは、下記の一組のガイドラインを用いて実施される：
・この「可能性」セットは、数字と百分率記号＃「％」によって標識される。１つ以上の「不確実な糖単位」があるＣＣにおいて、これらの数字は、各可能性に対して変わり、「％」は一定である（すなわち１％および２％は、２つの可能性を表わす）。
・可能性の完全な記載（すなわち完全なＳＵの名前）＃「％」は、線状コードの最後に、記号「｜」の後に置かれる。
・「｜」記号は、ある一定の線状コードとその可能性との間、または１つの可能性と次の可能性との間を分ける。
したがって前記構造の線状コード表示は次のとおりであろう：
Ａａ３＝１％｜ＧＮｂ４（Ａｂ４ＧＮｂ２Ｍａ３）（１％Ａｂ４ＧＮｂ２（１％Ａｂ４ＧＮｂ６）Ｍａ６）Ｍｂ４ＧＮ
【０１０７】
これらのルールは、任意にかつより好ましくは、不確実なまたは不明の要素、例えば不確実性要素（最後の実施例に関して示されているもの）のその他のあらゆる要素と組合わせて用いることができる。
【化１３】
2004505334.tif 000022
ＣＣに結合されたαＧａｌ（１→３）およびαＮｅｕＡｃ（２→６）があり、不確実性は、これらが結合している正確な場所にある。αＧａｌ（１→３）は、１％と決定され、αＮｅｕＡｃ（２→６）は２％と決定される。したがってこの線状コードは、次のとおりである：
ＮＮａ６＝２％｜Ａａ３＝１％｜ＧＮｂ４（Ａｂ４ＧＮｂ２Ｍａ３）（２％／１％Ａｂ４ＧＮｂ２（２％／１％Ａｂ４ＧＮｂ６）Ｍａ６）Ｍｂ４ＧＮ
【０１０８】
セクション２：分析方法
このセクションは、本発明による分析方法例、例えば本発明の線状コードにおいて記載されている、２つまたはそれ以上の配列間の類似性の比較を実施する方法について記載する。
【０１０９】
この方法は好ましくはソフトウエアアプリケーションとして実施される。あるいは既に記載されているようなその他の種類の実施であり、これは、本明細書において「グリカン」とも呼ばれる複合炭水化物（ＣＣ）配列間の類似性を評価する。この方法は、使用者によって入力されるか選択される配列とデータベース内の配列との間の類似性を評価して、構造的類似性および／または生物学的機能の点で最も類似した配列を発見し、表示し、評点するように設計されている。線状コードにおける類似ストリングおよび構造的要素の決定は、その線状コードを、既知であるかまたは一部知られている機能を有する配列コードと比較することによる、新しい配列の機能および合成経路の解明のための強力なツールである。
【０１１０】
下記の方法は、図１のフローチャートに関して記載される。工程１において、使用者は好ましくは、比較される配列についての線状コードを入力する。配列を「入力する」というこの用語は任意に、このような配列のリストからその配列を選択すること、ならびに使用者がこの配列を手動で入力することを含んでいてもよい。同様に、任意にかつ好ましくは、この線状配列は、既知の炭水化物構造表示フォーマットから自動的に転換されるか、および／または翻訳されうるであろう。
【０１１１】
この比較は任意には、使用者によって入力されるもう１つのこのような配列に対して；またはデータベースに保存されている複数のこのような配列に対して；または本発明の線状コードにおいて表現された理論的炭水化物構造のモデルに対して実施される。
【０１１２】
図１工程２において、使用者は、類似性分析のための一組のパラメーターを規定する。これらのパラメーターは、使用者が関心を有する生物学的機能および類似性にしたがって任意に変えてもよい。使用者は好ましくは、特定の種類の照会のために最適化されたパラメーターの当面の組合わせを用いるか、あるいは実施される特定の調査にしたがってパラメーターの値を設定することができる。
【０１１３】
図１工程３において、この比較は、任意には複数の配列を通じた付随調査と共に、図２に記載されている方法にしたがって実施される。好ましくはこの比較の結果、数字的に類似した得点を生じる。
【０１１４】
図１工程４において、この照会に対するアウトプットは、ＣＣのリストである。好ましくはこれらのＣＣについての最終類似性得点は、ある閾値以上であり、これらのＣＣは、比較的高い得点が該結果を示す可能性が高いので、その類似性の値にしたがって一覧表にされている。類似性得点、およびデータベース内において偶然同じかまたはより高い類似性を有する線状コードをみつける確率は、より好ましくは、その閾値を越えた得点を有する各ＣＣについて示される。
【０１１５】
図１工程５において、使用者が類似ＣＣの１つを選択するならば、その使用者はより好ましくは、この照会および標的または対象ＣＣの両方を見ることができ、類似性要素は、類似性の程度にしたがって強調されている。
【０１１６】
図１工程６において、使用者は最も好ましくは、データベースからの類似ＣＣに関連した追加の生物学的および構造的データを検索することができる。任意にかつこれに加えて、あるいはこれの代わりに、追加の生物学的データもまた、この調査を実施するための調査情報の一部として用いられ、したがって使用者によって入力されてもよい。
【０１１７】
図２に関して説明されているように、本発明の分析方法は、いくつかの工程を含んでいる。要約すれば、照会および対象炭水化物構造は、比較のために、好ましくは既に線状コード配列として入力される。ついでこれらの配列はサッカリド単位に分割される。基本的にＣＣの比較のために、好ましくは２つのカテゴリーがある。すなわち、ＣＣの樹木様構造のトポロジー分析と、ＣＣの分枝の組成に関連した線状コード配列の分析とである。第一分析はトポロジー構造を調べるが、もう一方の分析は、グリカンの線状部分の配列および組成に関する。任意にかつ好ましくは、この比較は、まずグリカンを線状セグメントおよび接合に分けて実施される。次に、照会グリカンの線状セグメントの少なくともいくつか、より好ましくはすべてを、対象グリカンの線状セグメントの少なくともいくつか、より好ましくはすべてと比較する。これらの結合は最も好ましくは平行して比較される。実質的にどの種類の得点機能も、これらの比較のために任意に用いることができることに注目すべきである。ただし以下の記載は、例証のみを目的としており、限定する意図はなく、バイナリー得点機能（「１」および「０」）に集中している。これに加えて、あるいはこれの代わりに、トポロジー的分析と組成に基づいた分析との組合わせが任意に用いられてもよく、したがって両方の種類の分析が用いられる。
【０１１８】
この技術において知られているあらゆる種類のストリング比較アルゴリズムを用いることができるが、好ましくはこれらの配列は、この照会配列を対象配列に対して「スライド」させることによって比較される。その結果、照会および対象複合炭水化物の各サッカリド単位とサッカリド単位の各サブ配列との比較を生じる。ついでこの比較手順の結果は、類似性得点を決定するために分析される。しかしながらより好ましくは、このような「スライド」比較は、全体的な比較手順の一部分にすぎない。
【０１１９】
これらの工程は、図２に示されている方法のフローチャートに関して、より詳細に説明される。示されているように、工程１において、照会および対象複合炭水化物構造が、比較のために、好ましくは本発明の線状コードフォーマットで入力される。もしもこれらの炭水化物構造が、異なるフォーマット例えば既に記載されている図式的または図解的フォーマットで入力されたら、その場合には、これらの構造はまず、本発明の線状コードに転換される。線状コード配列を入力するための様々なフォーマットは、図１に関して記載されている。
【０１２０】
図２工程２において、照会配列の線状コードシンタックスが、エラーおよび／または正当でないコード要素について調べられる。なんらかのエラーが発見されたら、その場合にはこれらは、訂正のために使用者に表示される。
【０１２１】
図２工程３において、複合炭水化物ストリングは、線状セグメントと接合とに分けられる。セグメントは好ましくは、接合に到達しうる少なくとも２つの隣接ＳＵの線状配列（枝分かれ点を伴なわない）として規定される。接合は好ましくは、ＭＳ（単糖）が少なくとも２つのその他のＭＳに連結される時に規定される。この場合この接合は、ルート（Ｒｏｏｔ）ＭＳ、（少なくとも２つの）グリコシド結合、およびこれらに連結されているＭＳ、「ハンドＳＵ」を特徴とする。セグメントと接合とは重なり合っていてもよい。１つの接合のＭＳはまた、様々な線状セグメントにおいて規定されてもよい。好ましくはこのプロセスは、その配列における、各ＳＵの開始および終了、ならびに対応する一連番号、またはサッカリド単位の位置番号を規定する工程を含む。工程４〜７は、これらのセグメントの分析に関しており、一方、工程８は、これらの接合の分析に関しており、これらの工程は任意に、平行して実施されてもよい。
【０１２２】
図２工程４において、照会セグメントは、対象セグメントに沿って「スライド」し、したがって照会配列の各セグメントは、対象配列のところで各分枝と比較される。この工程は好ましくは、これらのサッカリド単位の２つの要素の各々を比較することにより、次のようにサッカリド単位を比較するための方法の工程に関わっている。これらの２つの要素は好ましくは、ＭＳ得点（この糖およびこの糖の修飾に対して）、およびＧＢ得点（グリコシド結合に対して）である。
【０１２３】
ＭＳ得点は、この糖の立体化学構造およびその修飾についての、ＭＳ明細表、サッカリド修飾比較表、およびＭＳ修飾配向比較表を用いることによって決定される。
【０１２４】
ＧＢ得点は好ましくは、ＭＳ明細表、サッカリド修飾比較表、およびＧＢ修飾配向比較表を用いることによって決定される。これらの表の補助によって、ＧＢが記載され、その隣接への結合の位置（２、３、４、６位等）、この位置における連結の配向（ＥｑＵ、ＥｑＤ、ＡｘＵ、およびＡｘＤ）、および隣接の構造型（Ｄｐ、Ｄｆ、Ｌｐ、およびＬｆ）も記載される。線状コードから、ＧＢのアノマー（α／β）も知ることができる。最終ＳＵ類似性得点は、好ましくは２つの因子の加重平均である。これらの手順は、下記により詳細に記載される。
【０１２５】
ＭＳおよびこれらの修飾の比較
ＭＳは、単糖（ＭＳ）明細表に記載されているように、その特徴にしたがって比較される。まず、ＭＳの「構造型」（Ｄｐ、Ｄｆ、Ｌｐ、およびＬｆ）が比較される。これが異なるならば、この比較の結果は、ゼロ得点である。構造型が同じであるならば、その場合には好ましくは、任意にはＭＳ法から得られたデータを直接用いてではあるが、より好ましくはまた線状コード比較を用いて、さらなる比較が実施される。例えば好ましくは、２つのＭＳの各位置における修飾が比較される。この意味において、ガラクトースの２位における「通常の」ＯＨは、修飾とみなされる。この比較はまたより好ましくは、修飾の化学的性質（サッカリド修飾比較表にしたがう）とこれらの配向（ＭＳ修飾配向比較表にしたがう）とを含む。
【０１２６】
表におけるこれら２つのＭＳのデータの整合（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）に続いて、および／またはなんらかのほかの種類の比較を用いて、データまたはセルの各単位が、データまたはセルのその平行単位と比較される。このような比較の結果の一例が、表：「２つのＭＳの比較表」において下記に示されている。この比較は最も好ましくは、修飾を有する炭素のみを含んでいる。
【０１２７】
この「２つのＭＳの比較表」を形成するためのデータの処理は、より好ましくは下記のように実施される。まず、各位置における数字を掛けて、「化学的および配向比較得点」を得る（三番目の列Ｒとして示されている）。次に、下記の式を用いて最終ＭＳ得点Ｒを計算する（０＞＝Ｒ＞＝１）。Ｒｉは、これらの位置の各々における、「化学的および配向比較得点」のすべての結果である。ＦＲは、パラメーターｓ、すなわちＭＳ感受性パラメーターに応じた１つの関数である。したがって最終ＭＳ得点Ｒは、次のとおりである：
【数１】
2004505334.tif 000023
【０１２８】
ｓ＝０である時、この比較はＭＳ間の差に対して感受性がなく、ＭＳ得点は、Ｒｉの算術平均である。この場合、Ｒｉの１つのゼロ値は、この得点を劇的に減少させない。ｓ＝１である時、この比較は、ＭＳ間の差に対して最も感受性が高く、ＭＳ得点は、Ｒｉの幾何平均である。この場合、Ｒｉの１つでもゼロである時、ＭＳ得点Ｒはゼロである。
【０１２９】
０＞ｓ＞１である時、Ｒの値は以前のケース間の連続した数である。ｓとＲの値間には線形関係がある。
【０１３０】
ｓパラメーターは任意にかつより好ましくは、比較の感受性を決定するために、使用者によって手動で設定されてもよい。
【０１３１】
一例として、ガラクトース（Ａ）とＮ−アセチルグルコースアミン（書き出された場合ＧＮまたはＧ［２Ｎ］）との間の比較の記載について考察する。
【０１３２】
ＭＳ表によるガラクトースの記載は、次のとおりである。
【表６】
2004505334.tif 000024
【０１３３】
ＭＳ表によるグルコースの記載は、次のとおりである。
【表７】
2004505334.tif 000025
【０１３４】
ＧＮまたはＧ［２Ｎ］の場合、位置番号２における修飾は、ＯＨからＮまで置き換えられる。
【表８】
2004505334.tif 000026
【０１３５】
これら２つのＭＳ（ＡおよびＧ）は、同じ構造型（Ｄｐ）を有しており、したがってこの比較は意味があり、したがってこれらの２つのＭＳが、「２つのＭＳ比較表」において比較される。各位置について、修飾および修飾配向が比較され、修飾比較表および修飾配向比較表にしたがって１つの値が与えられる。これらの結果を掛けて、各位置Ｒｉにおいて化学的および配向比較得点が得られる。最終ＭＳ得点はＲである。
【０１３６】
２つのＭＳ比較表：
【表９】
2004505334.tif 000027
【０１３７】
最終ＭＳ得点Ｒは、次のとおりである：
【数２】
2004505334.tif 000028
ｓ＝０である時、Ｒ＝０．６である（これは算術平均である）；
ｓ＝１である時、Ｒ＝０である（これは幾何平均である）；
ｓ＝０．２、０．４、０．６、および０．８の場合、それぞれＲ＝０．４８、０．３６、０．２４、および０．１２である。したがってＲとｓの値間の線形関係が見られる。その場合、最終ＭＳ得点は、ｓの関数として決定される。
【０１３８】
ＧＢの比較
ＧＢ比較の得点は好ましくは次のいくつかの因子を含む。すなわち、これらのアノマーが同じであるならば、得点は１であり、そうでないなら、その場合はこの得点が０であるというような、アノマーの比較；および同じ位置であるなら、得点は１であり、そうでないなら、その場合はこの得点が０であるというような、隣接ＭＳへの連結位置の比較である。あるいはまた、バイナリーの「イエス／ノー」得点ではなく、ある範囲内のその他の値が用いられてもよい。もう１つの因子は好ましくは、隣接ＭＳへの連結の配向の比較である。この配向の得点は任意にかつ好ましくは、表：「ＧＢ配向比較表」から取られる。例えば隣接ＭＳがグルコースであり、連結が３位にあるならば、その場合にはこの配向はＥｑＵである。得点は、完全なマッチについては１であり、Ｕ対Ｄがあるならば０である。Ｅｑ対Ａｘにおける差については、この表に記載されているように、０〜１の範囲内の得点が与えられる。
【０１３９】
同様に好ましくは、隣接ＭＳの構造が比較される（Ｄｐ、Ｄｆ、Ｌｐ、またはＬｆ）。これが同じであるならば、得点は１であり、そうでないなら、その場合はこの得点は０である。
【０１４０】
ついでＧＢの得点は好ましくは、これらの因子の加重平均によって計算される。アノマーと配向とは、どちらも同じ種類のデータ、すなわちＧＢの角度によって決定される２つのパラメーターである。したがってこれらの因子は好ましくは、下記のＧＢ得点式において掛けられる：
ＧＢ得点＝角度の重み（ａｎｇｌｅ　ｗｅｉｇｈｔ）＊（アノマー得点＊配向得点）＋位置の重み＊（位置得点）＋構造型重み＊（構造型得点）。
【０１４１】
第一ＳＵの得点の計算はより好ましくは、第一ＳＵが１つのアノマーを有するだけであるので、特殊なケースとして処理され、したがってこの第一の比較は、情報が欠如していることがある。実際、第一ＳＵは、アノマーを有していないことさえある。ＳＵ情報の一部分のみ（ＭＳまたはＭＳ＋アノマーまたはＭＳ＋アノマー＋位置のみ）を含む比較の場合、好ましくは同じ種類のデータが利用可能であるなら、その場合にはこの比較はすべてのデータにしたがって実施される。あるいはまた、同じ情報が利用できないならば、その場合にはデフォルトＧＢ得点が好ましくは最大得点である。
【０１４２】
完全な比較は例えば、Ｇａ３Ａ対Ｇａ３Ｆであり、この場合ＧＢ得点は１−構造型部分である。
【０１４３】
したがって最も好ましくは、第一ＳＵ（部分データを有するもの）が、他のＳＵ（完全なデータを有するもの）と比較される時、ＧＢ得点は１である。この第一ＳＵが他の第一ＳＵと比較される時、同じデータが利用可能であるならば、この比較は好ましくはこのデータのすべてを含む。しかしながら異なる種類のデータは好ましくは比較されず、したがってこの比較は、両方のＳＵＳについて同一である種類のデータのみを含む。
【０１４４】
最終ＳＵ比較得点
この得点は好ましくは、ＭＳ得点とＧＢ得点との加重平均である。これは、各要素の重要性にしたがって使用者によってより好ましくは規定された因子を、各得点（ＭＳおよびＧＢ）に掛けて好ましくは計算され、最終得点０〜１が許容される。
【０１４５】
第一ＳＵが真のＧＢを有していないならば、ＳＵ比較得点は好ましくはＭＳ得点である。
【０１４６】
反対のスライディングメカニズム
このスライディングメカニズムの目的は、すべての可能性のある単純要素を照会と対象との間に配置するために、すべての可能性のあるＳＵを互いに比較することである。スライディングメカニズムを実施することができるようになる前に、好ましくはこれら２つのＣＣが、セグメントと接合とに分けられる。これらのセグメントおよび接合と、ＣＣの第一ＳＵとの相対位置はすべて知られている。
【０１４７】
比較プロセスは好ましくは、照会ＣＣにおける各セグメントにおける各ＳＵと、対象ＣＣにおける各ＳＵおよび各セグメントとの比較に基づく。さらには、照会における各接合は好ましくは、対象における各接合と比較される。これは、照会および対象セグメントを、互いに対して反対方向に、より好ましくは１つのＳＵ「ジャンプ」として「スライド」させることによってなされる。ついで、各スライディング位置における各ＳＵについての得点が計算される。
【０１４８】
任意にかつより好ましくは、ＳＵ対ＳＵの比較は、ＭＳ対ＭＳおよびＧＢ対ＧＢ（照会対対象）を比較することによって実施される。ＳＵジャンプはより好ましくは、これがその２つの成分、すなわちＭＳ類似性とＧＢ類似性とに分けられるので、２つの得点（ＭＳおよびＧＢ）を有する。したがって１つの要素の全体的類似性は、ＳＵの真中において終了することがある。ＳＵは、次のような他の場合にモジュール的でもある。すなわち、第一ＳＵ（タンパク質、脂質、またはその他の化学物質に連結されているもの）の比較の場合、および接合比較の場合である（下記参照）。
【０１４９】
スライディングプロセスの例
照会ＣＣ　Ｙのセグメントと、対象ＣＣ　Ｘのセグメントとの間で、比較が実施される。
【０１５０】
両方のセグメント中の第一ＳＵは、両方が残基に連結されたＧＢを有しているので、これらのＣＣの「第一ＳＵ」ではないことに注目のこと。セグメントを連結するためのルートＭＳの名前は、カッコ内にある。
【０１５１】
照会セグメントは次のとおりであり：
セグメントＩＤ＝Ｙ　　Ａａ３Ａｂ４ＧＮｂ３（Ａ）
対象セグメントは次のとおりである：
セグメントＩＤ＝Ｘ　　Ｆａ３Ａｂ３ＧＮｂ６（Ｇ）
【０１５２】
各スライド値において、ＳＵ比較値は好ましくは、重なり合ったＳＵのすべての組について計算される：
2004505334.tif 000029
＊ＳＵ比較の得点は正しくないことに注目のこと。
【０１５３】
これらの結果は、「スライディング表」に示されている。
【表１０】
2004505334.tif 000030
【０１５４】
セグメント化されたＣＣの比較
照会ＣＣまたは対象ＣＣに、またはその両方に１つ以上のセグメントがあるならば、照会ＣＣの線状セグメントのすべてが好ましくは、対象ＣＣの線状セグメント全部に対して比較される。
【０１５５】
図２工程５において、単純な類似要素の同定プロセスが好ましくは実施される。単純な類似要素は、対象ＣＣおよび照会ＣＣにおいて類似である少なくとも２つの隣接ＳＵの配列である。照会および対象における類似配列の各々は、サブ要素と呼ばれる。類似要素は定義上、照会に１つ、対象に１つの、２つだけのサブ要素を有する。単純な類似要素は、接合を含んでいない（しかしながら接合の一部を含んでいてもよい）。これらの要素は、セグメント間に１つ以上のＳＵ類似性を共有している。
【０１５６】
単純線状要素の同定
この段階には好ましくは２つの工程がある。まず、スライディング表は好ましくは、ＳＵノイズフィルターを用いて、低い得点を有するＳＵを除去して「きれいに」される。同様に隣接ＳＵは好ましくは、「予備」線状類似要素を規定するために位置決定される。スライド結果表における列のすべてが、好ましくは調べられる。ノイズレベル以上であるＳＵ比較得点が見られるならば、その場合には好ましくは線状類似要素が規定され、計数が開始される。ノイズ値よりも低いＳＵ比較結果が見られた後、この要素はもはや計数されない。ノイズ値は、より好ましくは手動で制御されるパラメーターである。
【０１５７】
単純要素の同定例
スライド結果表における列が、０、０．８、１、１、０．２、１、０．２、０．８、および０．７のようであれば、その場合にはノイズ値は０．３である。
【０１５８】
このスライドは３つの要素を有しており、これらに下線が引かれている：
０、０．８、１、１、０．２、１、０．２、０．８、０．７
これらは、３つのＳＵの１つの要素、２つのＳＵの１つの要素、および１つのＳＵの１つの要素を含む。
【０１５９】
しかしながらその時には１つの要素が少なくとも２つの隣接ＳＵであるので、その列（下線）には２つの要素だけがある：０、０．８、１、１、０．２、１、０．２、０．８、０．７。
【０１６０】
図２工程６において、複合要素の同定プロセスが好ましくは実施される。「複合類似要素」は、スライディングプロセスの直接の結果ではなく、その代わり追加の分析を通して発見される。このような要素は、下記の実施例を含むがこれらに限定されるわけではない。このような１つの要素は、類似要素（照会セグメントと対象セグメントとの間で）が少なくとも１回反復される時に発生し、したがってこれらのサブ要素のすべて（例えば照会ＣＣにおける１つの配列と対象ＣＣにおける２つの配列）が好ましくは完全に重なり合っているが、任意には一部のみ重なり合っていてもよい。このような複合要素上のもう１つのバリエーションは、１つの要素が照会において一回、対象において一回提示される時に発生するが、この要素それ自体は反復要素を含んでいる。これらのケースはいくつかの要素として現われる。
【０１６１】
さらには任意にはこのような要素は、２つの配列が均一である（同じＳＵ配列、例えばＡｂ４Ａｂ４Ａｂ４Ａｂ４）が、異なる長さを有する時に発生する。これらのケースは、一部均一な重なり合った要素と呼ばれ、これらの配列の正しい整合を妨害することがある。
【０１６２】
様々な種類の複合単純要素は、スライディングプロセスから得られた単純なサブ要素の位置に基づいて同定される。異なる種類の複合要素ならびに単純な要素は、任意にかつより好ましくは、次の工程において評点される。
【０１６３】
図２工程７において、類似要素の評点プロセスが実施される。これは任意にかつより好ましくはまた、生物学的情報も含む。異なる種類の要素はより好ましくは、該生物学的機能にしたがって様々に評点され、これによって様々な種類の類似の対象グリカンを検出する。類似要素の評点に好ましいルールの例には、この要素が構成されているＳＵの得点の合計として１つの要素の得点を決定することが含まれるが、これに限定されるわけではない。セグメント間およびセグメント内の重なり合った要素は、コピー数にしたがって加重値を与えた後で評点される。例えば１つの要素が、照会ＣＣにおいて１つ、対象ＣＣにおいて２つの、３つの配列から構成されているならば、この要素はまず、２つの単純要素として、ついで重なり合ったＳ反復要素として見られることがある。両方の要素の得点の合計は、これに大きすぎる重みを与え、したがってこの要素における３つだけの配列の存在が考慮されなければならない。「通常の」類似要素は、２つの類似配列の反復であり、したがって任意には正常化が反復数にしたがって実施されてもよい。
【０１６４】
ついで全体の複合要素を構成する単純要素の得点の合計は、好ましくは１つの因子によって調節される。この因子は任意にかつより好ましくは次の式によって計算される：
（非反復性配列の数）／（「単純」要素＊２の数）
【０１６５】
例えば、複合要素は、得点１．８のＡ−Ｂおよび得点１．６のＡ−Ｃの単純配列から構成されている。この因子は３／４である。この得点は、（１．８＋１．６）＊３／４である。
【０１６６】
もう１つの例：複合要素は、得点１．８のＡ−Ｂ、得点１．６のＡ−Ｃ、および得点１．９のＢ−Ｄの単純配列から構成されている。この因子は４／６である。この得点は、（１．８＋１．６＋１．９）＊４／６である。この式は、単純要素の分布の対称性を説明する。
【０１６７】
一部重なり合っている要素の場合、任意にかつ好ましくは、この重なり合っている要素が、これらのコピー数による因数分解（ｆａｃｔｏｒｉｎｇ）の後、評点される。一部重なり合った要素の得点は、当然ながら「全体の」要素の得点よりも低い。前のセクションとは異なり、この評点法は好ましくは対称でない。「全体の」要素は、「完全な」得点を受取り、一部重なり合った要素の得点は、好ましくは重なり合った部分にしたがって因数分解される。この重なり合った部分は、この線状コードの位置によって規定され、したがって修飾されたＳＵは、得点を決定する時により大きい重みを有する。この評点法は好ましくは、単純要素のみが存在するならば、複合要素の同定が実施される前にこれらの得点を調節するために実施される。
【０１６８】
例えば、この要素の得点が３．８（共通の４ＳＵ）であるとすれば、部分要素得点は２．７（共通の３ＳＵ）である。「全体の」要素の得点が、全体として考えられ、部分要素の得点は、１／３によって因数分解される。
【０１６９】
重なり合った部分的均一要素は好ましくは、これらの要素の長さによって評点される。この方法は、これらの要素の長さを受取り、それに応じて得点を因数分解する。このような要素は任意には、異なる長さを有する２つのサブ要素と共に、１つの要素として図式的に表示されてもよい。
【０１７０】
セグメント内重なり要素についての以前の２つのルールは任意にはまた、セグメント間重なり要素にも適用することができる。
【０１７１】
反復要素を含む要素は、好ましくは一回評点される（削除される見かけの部分的重なり合いを伴なわない）。
【０１７２】
類似の接合を評点するためのルールは、下記により詳細に記載される。
【０１７３】
より長い要素は一般的に、より高い得点を有する。例えば得点１．８を有する２ＳＵと２つのＣＣとのＣＣ比較の場合、第二要素がセグメント間重なり要素であると仮定する。これは得点３．３の４ＳＵを有し、照会における同じ４ＳＵは、得点３．５のもう１つのセグメント上の他の４ＳＵと類似である。
【０１７４】
これらのＣＣは、得点０．８の１つの類似接合を有する。
Ａ＝１かつＢ＝３であるならば、
最終ＣＣ比較得点は、＝Ａ＊［（１．８）＋（（３．３＋３．５）／２＊１．５）］＋Ｂ＊［０．８］＝［１＊６．９］＋［３＊０．８］＝９．３
である。
【０１７５】
図２工程８において、接合比較および評点プロセスは、任意にかつ好ましくは、別々に実施される。その理由は、反対のスライディングメカニズムが、ＣＣ枝分かれ接合間の比較を可能にしないからである。スライディングプロセスが実施された後、照会ＣＣの接合のすべてが好ましくは、対象ＣＣのすべての接合と比較され、これによって０〜１の範囲内の類似性得点が得られる。
【０１７６】
この比較は好ましくは次のように実施される。１つの接合からの「ルートＭＳ」は、通常のＭＳ比較を用いて、もう一方の接合から「ルートＭＳ」と比較される。ついで「ルートＭＳ」に連結されたその他の「ハンドＳＵ」または「ＳＵ」が比較される。比較のすべての可能性が好ましくは考慮され、接合得点を計算するために、最高得点を有する比較が好ましくは用いられる。
【０１７７】
この接合の得点は、好ましくはルートＭＳ比較得点とハンドＳＵ比較得点との加重平均であり、これらはどちらも「最終ＣＣ比較得点」のため、および類似接合についての結果の表示のために用いられる。
【０１７８】
「接合ノイズ値」はより好ましくは、どの接合が類似であるかを決定するために用いられる。この接合ノイズ値パラメーター（「ＳＵノイズ値」のように）はまた任意には、計算値から独立して、手動で制御されてもよい。各々が２つの「ハンド」を有する２つの接合を比較する時、比較のために可能な２つの形態がある。ついで最高得点を有する形態が考慮される。
【０１７９】
例えば次の接合が比較される：
Ａｂ４（Ｆａ３）ＡＮ
【０１８０】
まず、ＭＳ比較手順を用いて、ルートＭＳが比較される：
ＡＮ　　←→　　ＡＮ＝１
【０１８１】
次に、ＳＵ比較手順を用いて、下記のハンドＳＵ対が比較される。２つの整合があるだけである：
Ｆａ４（ＡＮ）　←→　　Ｆａ３（ＡＮ）＝０．６６　（第一整合）
Ｆａ３（ＡＮ）　←→　　Ａｂ４（ＡＮ）＝０　　　　（第一整合）
Ａｂ４（ＡＮ）　←→　　Ｆａ４（ＡＮ）＝０．３３　（第二整合）
Ｆａ３（ＡＮ）　←→　　Ｆａ３（ＡＮ）＝１　　　　（第二整合）
各整合の得点が合計される。第一整合得点は０．６６である。第二整合得点は１．３３である。
【０１８２】
第二整合の得点はより高く、したがってこれは好ましくは接合の得点を計算するために用いられる。
【０１８３】
閾値パラメーター（フィルター）は任意には、ＳＵ比較の低い得点を削除するために用いられてもよい。例えば一つの整合において、得点が０．５および０．５であり、もう一方の整合において、得点が０．２および１であると仮定する。この場合、完全に異なる種類の接合がほぼ同じ得点を受ける。これは好ましくは差別化される。
【０１８４】
ついで接合得点が、Ａ＊［ルートＭＳ得点］＋Ｂ＊［（ハンドＳＵ得点１＋ハンドＳＵ得点２＋．．．ハンドＳＵ得点ｎ）／ｎ］として決定される。ここにおいてＡは、ルートＭＳ得点の重みであり、ＢはハンドＳＵ得点の重みである。
【０１８５】
これらの得点を合理的なものにするために、したがって接合得点は、Ａ＋Ｂ＝１として、０〜１である。
【０１８６】
パラメーターｎは、これらの接合のハンドＳＵの最大数である。例えば３ハンドＳＵを有する接合が、２ＳＵ　ｎ＝３を有する接合と比較されるならば、エンプティセット（無ＳＵ）とハンドＳＵとの比較についてはゼロ得点がある。したがって３対２ハンド比較に対して大きなペナルティがある（以下にさらに詳細に記載される）。
【０１８７】
様々な数のハンドＳＵを有する接合の比較（例えば３対２ハンド比較）のペナルティに対する重みを変化させるために、１つのパラメーターが任意に用いられてもよい。
【０１８８】
例えば以前の例における接合の比較のために、Ａ＝０．４かつＢ＝０．６と仮定する。
接合得点＝（０．４＊１）＋［０．６＊（０．３３＋１）／２］＝０．８である。
【０１８９】
ここで、「接合ノイズ値」をパスするかどうかを決定するために、この得点を調べる。その理由は好ましくは、このノイズ値をパスする接合のみが、類似接合として記載され、最終ＣＣ比較得点および表示に加えられるからである。
【０１９０】
この実施例において、接合ノイズ値は０．６であり、したがって２つの比較された接合は類似である。ついでこれらの得点が最終ＣＣ得点に含まれ、これらは類似接合として示される。
【０１９１】
２つ以上のハンドＳＵを有する接合の比較
３分枝を有する接合と３分枝を有する接合とを比較する時、この比較は好ましくは同じ方法で実施される。ハンドＳＵの６つの比較を行なうべきであり、最高得点を有するものを取っておく。２分枝を有する接合と３分枝を有する接合との比較において、６つの整合すべてが好ましくは考慮され、最高得点を有する整合は、評点および表示のために考慮される整合である。
【０１９２】
下記のものは、２分枝を有する接合と３分枝を有する接合との比較の一例である。
接合Ｘ：
Ｇｂ２（Ａｂ６）（Ａａ３）Ｇ
接合Ｙ：
Ｇｂ２（Ａａ２）Ｇ
【０１９３】
ＭＳ比較手順を用いて、ルートＭＳが比較される：
Ｇ　　←→　　　Ｇ＝１
【０１９４】
下記のハンドＳＵ対が、ＳＵ比較手順を用いて比較される。６つの可能な整合がある：
第一整合：
Ｇｂ２（Ｇ）　　←→　　Ｇｂ２（Ｇ）＝１
Ａａ３（Ｇ）　　←→　　Ａａ２（Ｇ）＝０．６
第二整合：
Ｇｂ２（Ｇ）　　←→　　Ｇｂ２（Ｇ）＝１
Ａｂ６（Ｇ）　　←→　　Ｆａ３（Ｇ）＝０
【０１９５】
残りの整合も同様に決定することができる。
【０１９６】
各整合の得点が合計され、最高点が保持される。第一整合が最高点であり、Ａ＝０．４、かつＢ＝０．６であるならば、その場合には接合得点＝（０．４＊１）＋［０．６＊（０．６＋１）／２］＝０．８８である。
【０１９７】
この得点が、「接合ノイズ値」以上であるならば、これは、ＣＣ最終比較得点および表示であるとみなされる。
【０１９８】
単位接合
符合接合の同定後、好ましくは接合の統一が実施される。この統一は、符合接合（接合ペア）の位置を調べる。接合のペアが重なり合うならば、これらは一単位である。
【０１９９】
接合のコピー数を考慮する式は、好ましくは次のように決定される：
（得点の合計）＊（ａ＋ｂ／２）／（ａ＊ｂ）
ａは、照会における接合数である。
ｂは、対象における接合数である。
【０２００】
例えば照会「Ｑ」と対象「Ｓ」については、下記の配列が与えられる：
Ｑ＝ＧＮｂ４（Ｆａ６）ＧＮｂ４ＧＮｂ４（Ｆａ６）ＧＮ
Ｓ＝　　　　　　　　　ＧＮｂ４ＧＮｂ４（Ｆａ６）ＧＮ
【０２０１】
この照会において、両方が対象における接合と同一な２つの符合接合がある。各接合の得点は１である。統一接合の得点は次のとおりである：
（１＋１）＊（（１＋２）／２）／（１＊２）＝１．５
【０２０２】
図２、工程９（これは任意である）において、要素拡大プロセスが実施される。セグメント間の線状要素同定は、ＣＣ間の構造的類似性の一部のみを明らかにする。接合比較および線状類似要素からのデータが分析され、好ましくは、線状要素および接合からのデータを統一することによって、より大きい「枝分かれ類似要素」を「作り出す」。枝分かれ要素は、少なくとも１つの線状要素、または１つの線状要素と１つの接合とを有する。
【０２０３】
枝分かれ要素の同定は好ましくは、類似接合と類似要素とを、調和した方法で比較することによって実施される。この比較は接合から開始され、類似接合の区画が整合される。
【０２０４】
好ましくは両方の接合のルートＭＳが同じ要素の一部であるかどうか、およびハンドＳＵが同じ要素の一部であるかどうかが決定される。ルートＭＳおよびハンドＳＵの少なくとも１つにおける肯定的な答が得られるならば、これらの要素の両方が、好ましくは１つの要素として連結される。枝分かれ要素を同定するためのもう１つの選択肢は、２つのハンドＳＵが１つの要素の中にあることである（ルートＭＳは１つの要素の中にない）。
【０２０５】
新しい枝分かれ要素の中にはない、既に規定されている枝分かれ要素のその他のサブ要素の場合、これらは好ましくはより小さい要素として、あるいはゼロ（例えばこれがただ１つのサブ要素である場合）として再規定される。
【０２０６】
図２工程１０において、ＣＣ比較の最終得点およびこれらの結果の統計的評価が好ましくは決定される。ＣＣ比較の最終得点は、類似の枝分かれ要素（この選択肢が用いられる場合）、線状複合体、および単純類似要素、および類似接合を用いる。
【０２０７】
類似性要素得点は好ましくは、すべての線状類似要素およびすべての類似接合の得点の加重合計である。これらの重みのパラメーターは、要素に対しては「Ａ」、接合に対しては「Ｂ」である。様々な生物学的機能については、これらの得点を決定するための様々な式および／またはパラメーターも、任意に調節されてもよい。
【０２０８】
これらの結果の統計的評価は好ましくは、Ｅ値を計算することによって実施される。Ｅ値は、ＣＣ比較得点を受ける、データベースにおいて見られるグリカンの予測数を決定する。この得点が、ＣＣの長さに関連しているので、異なる長さの照会ＣＣに対する得点結果の分布を計算する必要がある。
【０２０９】
本発明は、一対の照会および対象配列に対する単一整合の選択、評点、および表示に制限されるのではなく、その代わり、任意にかつより好ましくはこのような配列ペアについて多数の可能な整合を（これらの関連得点と共に）示すために用いられてもよい。
【０２１０】
下記の表は、実験から得られたパラメーターおよび／またはデータを含んでいる。パラメーターを含むこれらの表は任意に、例えば使用者の好みにしたがって調節されてもよい。
【０２１１】
ＭＳ明細表：
【表１１】
2004505334.tif 000031
2004505334.tif 000032
Ｄｐ＝Ｄピラノース、Ｄｆ＝Ｄフラノース、Ｌｐ＝Ｌピラノース、Ｌｆ＝Ｌフラノース、ＥｑＤ＝赤道結合的ダウン、ＥｑＵ＝赤道結合的アップ、ＡｘＤ＝軸結合的ダウン、ＡｘＵ＝軸結合的アップ、ＯＯＨ＝カルボキシル
【０２１２】
ＭＳ修飾配向比較表：
【表１２】
2004505334.tif 000033
【０２１３】
ＧＢ配向比較表：
【表１３】
2004505334.tif 000034
【０２１４】
サッカリド修飾比較表
【表１４】
2004505334.tif 000035
【０２１５】
実施例
以前に記載されている方法は一般に有用であるが、生物学的情報を含んでいない。この方法は任意に、例えば、同じ抗体によって認識されるという意味において同様なグリカンを比較することによって、ある生物学的役割のために調節されるか、あるいは機能的に校正されてもよい。あるグリカンが免疫応答を引起こしうるかどうかを予測するために、このグリカンはデータベースと比較することができる。最高得点を有するグリカンが免疫原性であるならば、この照会グリカンは、同様に免疫原性である確率がより高い。したがって照会グリカンの免疫原性応答を予測するために、生物学的情報が比較プロセスの中に組込まれる。データベースは好ましくは、グリカンによって引起こされる既知の免疫応答またはその他のあらゆる該生物学的機能に関する関連情報を含んでいる。
【０２１６】
本発明の方法がこのような生物学的情報を比較プロセスの中に組込むことができることを証明するために、モノクローナル抗体によるグリカンの結合の特異性に関する生データが分析された（例えばＴｈｕｒｉｎ　Ｊ．Ｂｉｎｄｉｎｇ　ｓｉｔｅｓ　ｏｆ　ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ　ａｎｔｉ−ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ．Ｃｕｒｒ　Ｔｏｐ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ　Ｉｍｍｕｎｏｌ．１９８８；１３９：５９−７９）。例えば、完全な効率（１００％結合）でＡＮｂ３Ａａ３Ａｂ４Ｇｂ：Ｃを結合するモノクローナル抗体も、様々な配列の５つのその他のグリカンに対してテストされた。これらのグリカンの１つは、４０％相当の効率で抗体に結合し、一方、その他のグリカンはまったく結合しなかった。
【０２１７】
2004505334.tif 000036
抗体によるグリカンの結合を記載する一組の主要なもの（ｐｒｉｎｃｉｐａｌｓ）を決定するために、この種類の情報が用いられた。例えば、抗体は通常、末端においてグリカンの末端に結合する。ＳＵを添加することによってグリカンの末端をブロックすると、通常、この結合を中断する。グリカンの末端からＳＵを削除すると、通常、この結合を中断する。
【０２１８】
これらの新しい洞察は、抗体結合によって決定された生物学的機能に関して、この方法のもう１つの任意の実施方法を開発するために、本発明の方法に組込むことができる。
【０２１９】
１つの例は、本発明にしたがって決定されたデータベースに対してガリレー抗原を含むグリカン：Ａａ３Ａｂ４ＧＮｂ３Ａｂ３ＡＮｂ４（ＮＮａ３）Ａｂ４Ｇｂ：Ｃを比較することによって得られた（グリコミクスデータベース：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｌｙｃｏｍｉｎｄｓ．ｎｅｔ）。このガリレー抗原は、グリカンの非還元性末端において配列：Ａａ３Ａｂ４ＧＮを有する。このエピトープは、ほかの哺乳動物には豊富にあるが、ヒトには存在しない。この調査の結果は、ガリレー抗原（赤色（ｉｎ　ｒｅｄ））およびその他の類似要素および接合を有するグリカンを含んでいた（図３参照）。
【０２２０】
セクション３：配列分析のためのシステム例
図４は、炭水化物配列分析のための本発明によるシステム例の概略ブロック図である。図示されているように、システム１０は、使用者（図示されていない）による操作のための使用者コンピュータ装置１２を含む。これは、ネットワーク１６を通してサーバー１４に連結されている。ネットワーク１６は例えばインターネットであってもよいであろう。サーバー１４は、データベース１８の操作を制御する。このデータベースは、本発明のフォーマットにおいて複数の複合炭水化物配列を含んでいる。
【０２２１】
システム１０の操作は次のとおりである。使用者が、照会複合炭水化物配列の調査を実施したい時、使用者は好ましくは、使用者インターフェース２０を通して配列を入力する。これは、使用者コンピュータ装置１２を通して供給される。照会配列は、任意にはあらゆる使用者が規定したパラメーターと共に、ついでネットワーク１６を通してサーバー１４に送られる。炭水化物配列を比較するための本発明の方法はついで好ましくは、既に記載されているように、例えばサーバー１４によって操作されているソフトウエアモジュール２２によって実施される。ついでこの調査および比較の結果は、使用者コンピュータ装置１２に送られ、好ましくは使用者インターフェース２０を通して表示される。
【参考文献】
2004505334.tif 000037
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配列類似性比較および分析を実施するための方法例のフローチャートである。
【図２】本発明による配列の特別な例証的比較方法のフローチャートである。
【図３】本発明にしたがって構成されたデータベースに対してガリレー（Ｇａｌｉｌｅｅ）抗原を含むグリカン：Ａａ３Ａｂ４ＧＮｂ３Ａｂ３ＡＮｂ４（ＮＮａ３）Ａｂ４Ｇｂ：Ｃの比較を示している（グリコミクス（Ｇｌｙｃｏｍｉｃｓ）データベース；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｌｙｃｏｍｉｎｄｓ．ｎｅｔ）。
【図４】炭水化物配列分析のための本発明によるシステム例の概略ブロック図である。
【図１】
2004505334.tif 000038
【図２】
2004505334.tif 000039
2004505334.tif 000040
【図３】
2004505334.tif 000041
2004505334.tif 000042
2004505334.tif 000043
【図４】
2004505334.tif 000044
【国際公開パンフレット】
2004505334.tif 000045
2004505334.tif 000046
2004505334.tif 000047
2004505334.tif 000048
2004505334.tif 000049
2004505334.tif 000050
2004505334.tif 000051
2004505334.tif 000052
2004505334.tif 000053
2004505334.tif 000054
2004505334.tif 000055
2004505334.tif 000056
2004505334.tif 000057
2004505334.tif 000058
2004505334.tif 000059
2004505334.tif 000060
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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