(57)【要約】【課題】蛋白質のアミノ酸配列を、一目で把握することができるアミノ酸配列の表示方法を提供する。【解決手段】本発明のアミノ酸配列の表示方法は、アミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号を横軸上に設定することと、所定の特徴を有するアミノ酸残基又は所定の種類のアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすること、によって、アミノ酸配列において、所定の特徴を有するアミノ酸残基又は所定の種類のアミノ酸残基の分布を示すマップを作成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号を横軸上に設定することと、
所定の特徴を有するアミノ酸残基又は所定の種類のアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすること、
によって、
アミノ酸配列において、所定の特徴を有するアミノ酸残基又は所定の種類のアミノ酸残基の分布を示すマップを作成することを特徴とするアミノ酸配列表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛋白質を構成するアミノ酸配列表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲノムプロジェクトの伸展に伴い、解読された遺伝子配列からアミノ酸配列を読み取ることによって、多くの未知蛋白質の一次構造が明らかにされつつある。
【０００３】
今後の重要な課題の一つは、これらの未知蛋白質の機能を解明することである。そこで、アミノ酸配列に含まれるアミノ酸残基を一瞥してその全体的な特徴を把握することができれば、蛋白質の機能を推定する上で大きな助けとなる。
【０００４】
また、既知または未知の蛋白質のアミノ酸残基を改変することによって新しい機能を付加した蛋白質をデザインする際にも、アミノ酸配列の特徴を可視化することは極めて有効な手段となる。
【０００５】
【特許文献１】特開１０−１８２６９２号公報
【特許文献２】特開１１−３２６３３０号公報
【特許文献３】特開２００５−１３５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、アミノ酸配列の特徴を視覚的に表示するための表示方法として、アミノ酸配列を、各アミノ酸残基を表す記号ごとに網かけや色によって区別する表示方法が広く用いられている。しかしながら、この方法では、アミノ酸残基を表す記号に、単に視覚的特性を付与したのみであり、一目で配列の特徴をつかむことは困難である。
【０００７】
蛋白質のアミノ酸配列の特徴を視覚的に容易に把握することができ、未知蛋白質の機能予測や蛋白質改変体のデザイン等、生物学、医学等の基礎研究および応用研究分野に有用なアミノ酸配列の表示方法が望まれる。
【０００８】
本発明の目的は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、蛋白質のアミノ酸配列を、一目で把握することができるアミノ酸配列の表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアミノ酸配列の表示方法は、
アミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号を横軸上に設定することと、
所定の特徴を有するアミノ酸残基又は所定の種類のアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすること、
によって、
アミノ酸配列において、所定の特徴を有するアミノ酸残基又は所定の種類のアミノ酸残基の分布を示すマップを作成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、未知蛋白質の機能の予測や解析、あるいは新しい蛋白質のデザイン等において重要な様々な特徴を視覚的に容易かつ正確に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照して本発明によるアミノ酸配列マップ表示装置を説明する。本例のアミノ酸配列マップ表示装置は、ディスプレイ装置１０１、中央処理演算装置（ＣＰＵ）１０２、キーボード１０３、マウス１０４、主メモリ１０５、及び、アミノ酸配列データベース１０６を有する。主メモリ１０５には、アミノ酸配列データベース１０６からアミノ酸配列を読込むアミノ酸配列入力手段１０５ａと読込んだアミノ酸配列についてマップを生成するマップ生成手段１０５ｂが格納されている。アミノ酸配列入力手段１０５ａ及びマップ生成手段１０５ｂは、コンピュータプログラムであってよい。
【００１２】
図２を参照して本発明によるアミノ酸配列マップ表示方法の手順を説明する。ステップＳ１０１にて、アミノ酸配列データベース１０６からアミノ酸配列のデータを読み込む。ステップＳ１０２にて、読み込んだアミノ酸配列を構成するアミノ酸残基のマップを作成する。このマップの横軸はＮ末端からＣ末端までのアミノ酸残基の位置である、Ｎ末端の残基番号を１とし、Ｃ末端の残基番号をＮとする。
【００１３】
以下に、マップの例を説明する。マップを作成する対象であるアミノ酸配列は、ペプチド、蛋白質等のアミノ酸残基がペプチド結合で結ばれた直鎖状のアミノ酸重合体であってよい。その構成成分であるアミノ酸残基は、２０種類の基本アミノ酸、基本アミノ酸が修飾されたもの、非天然型のアミノ酸等を含む。
【００１４】
アミノ酸残基は、主鎖原子と側鎖原子の２種類の原子によって構成されている。主鎖原子は、全てのアミノ酸残基に共通であり、各アミノ酸残基の性質の違いは、どのような種類の原子を側鎖に持つかによって決まる。
【００１５】
マップに表示する対象は、アミノ酸残基の親水性・疎水性、酸性・中性・塩基性等、アミノ酸残基の何らかの性質、特徴、特性を示すものであれば何でもよい。また、アミノ酸残基の種類であってもよい。
【００１６】
さらにまた、アミノ酸残基そのものの物理化学的性質ではなく、配列の任意の部位の性質を計算によって予測した結果等でもよい。例えば、各残基がαヘリックス、βシート、又は、それ以外の構造であるという２次構造の予測結果でもよい。或いは、各残基が蛋白質表面へ露出しているか否かの予測結果でもよい。
【００１７】
また、１つのマップに複数のアミノ酸残基の性質又は特性を表示してもよい。以下、実施例を示して、本発明の表示方法についてさらに詳細説明する。
【実施例１】
【００１８】
図３を参照して、本発明によるアミノ酸配列マップの第１の例を説明する。本例のマップは、アミノ酸配列の構成成分であるアミノ酸残基の親水性及び疎水性を１次元座標上に表示したものである。図３の上側は、親水性のマップ、下側は疎水性のマップである。横軸はアミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号である。
【００１９】
図３の上側のマップは、親水性を示すアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基が親水性を示す場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。図３の下側のマップは、疎水性を示すアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基が疎水性を示す場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。図７に、２０種類の基本アミノ酸残基の名称、略号、及び、親水性か疎水性かの性質を示す。
【００２０】
本例のマップによると、アミノ酸配列の全体に亘って、親水性のアミノ酸残基と疎水性のアミノ酸残基の分布を一目で把握できる。
【実施例２】
【００２１】
図４を参照して、本発明によるアミノ酸配列マップの第２の例を説明する。本例のマップは、アミノ酸配列の構成成分であるアミノ酸残基の２次構造の予測結果を１次元座標上に表示したものである。図４の上側は、αヘリックスのマップ、図４の中側はβシートのマップ、図４の下側はそれ以外の構造のマップである。横軸はアミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号である。
【００２２】
図４の上側のマップは、２次構造がαヘリックスであると予測されたアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基の２次構造がαヘリックスであると予測された場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。図４の中側のマップは、２次構造がβシートであると予測されたアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基の２次構造がβシートであると予測された場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。図４の下側のマップは、２次構造がαヘリックスでもβシートでもないと予測されたアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基の２次構造がαヘリックスでもβシートでもないと予測された場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。
【００２３】
本例のマップによると、アミノ酸配列の全体に亘って、アミノ酸残基の２次構造の予測結果の分布を一目で把握できる。
【実施例３】
【００２４】
図５を参照して、本発明によるアミノ酸配列マップの第３の例を説明する。本例のマップは、アミノ酸配列の構成成分であるアミノ酸残基が蛋白質分子の表面に露出しているか否かの予測結果を１次元座標上に表示したものである。蛋白質の表面に露出しているアミノ酸のみが外部と相互作用し得る。従って、アミノ酸残基が蛋白質分子の表面に露出しているか否かの情報は重要である。図５の上側は、蛋白質分子の表面に露出していると予測されたアミノ酸残基のマップ、図５の下側は、蛋白質分子の表面に露出していない、即ち、埋没していると予測されたアミノ酸残基のマップである。露出してない場合を、ここでは便宜上「埋没」と表現している。横軸はアミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号である。
【００２５】
図５の上側のマップは、蛋白質分子の表面に露出していると予測されたアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基が蛋白質分子の表面に露出していると予測された場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。図５の下側のマップは、蛋白質分子の表面に露出していないと予測されたアミノ酸残基が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基が蛋白質分子の表面に露出していないと予測された場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。
【００２６】
本例のマップによると、アミノ酸配列の全体に亘って、蛋白質分子の表面に露出していると予測されたアミノ酸残基の分布を一目で把握できる。
【実施例４】
【００２７】
図６を参照して、本発明によるアミノ酸配列マップの第４の例を説明する。本例のマップは、アミノ酸配列の構成成分であるアミノ酸残基の各々の分布を１次元座標上に表示したものである。図６の最上行のマップは、Ａ（アラニン）が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基がアラニンである場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。同様に、図６の第２行目のマップは、Ｒ（アルギニン）が存在する横軸上の位置にプロットすることにより得られる。例えば、ｉ番目のアミノ酸残基がアルギニンである場合には、横軸上のｉ番目の残基の位置にプロットする。こうして、アミノ酸配列に含まれるアミノ酸の種類毎にマップを作成することができる。これらのマップを図示のように並列して配置することにより、縦軸がアミノ酸の種類、横軸がアミノ酸配列上のアミノ酸残基の番号とする２次元マップが生成される。
【００２８】
本例のマップによると、アミノ酸配列の全体に亘って、アミノ酸残基の種類の分布を一目で把握できる。
【００２９】
以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるアミノ酸配列マップ表示装置の例を説明するための図である。
【図２】本発明によるアミノ酸配列マップ表示方法の流れを説明するための図である。
【図３】本発明によるアミノ酸配列マップの第１の例を示す図である。
【図４】本発明によるアミノ酸配列マップの第２の例を示す図である。
【図５】本発明によるアミノ酸配列マップの第３の例を示す図である。
【図６】本発明によるアミノ酸配列マップの第４の例を示す図である。
【図７】２０種類の基本アミノ酸残基の名称、略号、及び、親水性か疎水性を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１…ディスプレイ装置、１０２…ＣＰＵ、１０３…キーボード、１０４…マウス、１０５…主メモリ、１０５ａ…アミノ酸配列入力手段、１０５ｂ…特徴マップ生成手段、１０６…アミノ酸配列データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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