SEVENS-Pathway
ヒトGPCRのシグナル伝達パスウェイ解析統合環境
天野えみか、丸山 幸、片山 友香、池田 修己、諏訪 牧子(青山学院大学 理工学部 化学・生命科学科)

目的方法★GPCR：下流のパスウェイの異常は、癌などの重篤な疾患に。
★パスウェイの構造・機能の網羅的な理解➡GPCRとリガンド結合を起因とする生命現象の本質理解と制御➡効き目が高く、副作用が少ない薬の設計★シグナルパスウエイに関するデータが急増。
★網羅的かつ実験根拠が豊富なデータが得られるようになった。

■パスウェイ画像描写■文献収集・データベース登録●プログラミング言語：
Java SE 8u25、文献検索 統合開発環境：
Eclipse Luna 4.4

PubMed●画像作成プログラムを作成➀パスウェイデータベースを読み込み XML形式、GPML形式の表示用ファイルを作成する■ヒトGPCRを起点とし,細胞の核などに至るシグナル伝達パスウェイを網羅的にマップ。
■実験に基づくシグナル伝達パスウェイの文献情報を網羅的に集約しDB化。
■リガンド＋GPCR＋Ｇタンパク質の組合せに対する細胞挙動の検索シミュレーション■GPCR機能解析統合DB「SEVENS」に組み込む

文献収集★GPCRに特化し網羅的に解析している他DBでは、同様のスコープではない。
➡本DBを作成する必要性。

パスウェイ
データ抽出

➁パスウェイマップをPathvisio
ソフトを用いて表示して画像を作成。
●SEVENS DB上で情報統合の準備中

SEVENSの強み：➊ヒトGPCR数が最も多い。❷ヒトOrphan受容体のPathway情報も含む。
➌GPCRに特化しているため、GPCR構造、配列解析結果も同時に参照可能

データベース■パスウェイデータベースのフォーマット
PathwayDB
ID

SEVENS family

ligandGPCRGα

作用 Gβγ 作用a0016

Chemokines and chemotactic
factors receptors

CXCL12(SDF1)CXCR4Gi→

nulla0016

Chemokines and chemotactic
factors receptors

CXCL12(SDF1)CXCR4Gi→

Gβγ+■収録データ内訳Effector

作用第2相互作用作用

Product作用

第3相互作用作用┫AC→nullnullcAMP↓┫

PKA ↓→→

PLC→

PIP2→

IP3→

<er|IP3 Receptor|er>→

Product

Ca2+

Chemokines and chemotactic
factors receptors

CXCL12(SDF1)CXCR4Gi→

Gβγ→

PLC

→

PIP2→

DAG→

PKC

→+pnulla0016

Chemokines and chemotactic
factors receptors

CXCL12(SDF1)CXCR4Gi→

Gβγ→

PI3K→+pPIP2→

PIP3→

PDK1→+pnull

a0016

Chemokines and chemotactic
factors receptors

CXCL12(SDF1)CXCR4null→

Gβγ→

GEF→

Rac Rho Cdc42→

null

null

WASP→null

この他・生命現象・疾患・器官・発現遺伝子・論文情報を収集<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Pathway xmlns="http://pathvisio.org/GPML/2013a" Name=""Version="20161001"><Graphics BoardWidth="2312.0" BoardHeight="1723.718348002708" /><DataNode Text Label="Gαi" Graph ID="a0ff3" Type="Protein"><Comment>Type your comment here</Comment><Comment>Type your comment here</Comment><Comment>Type your comment here</Comment><Graphics Center="507.75057994791774" Center="125.3512851886362"
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FontWeight="Bold" FontSize="12" Valign="Middle" /><Xref Database="" ID="" /></DataNode><DataNode Text Label="Gβγ" Graph ID="a1588" Type="Protein"><Comment>Type your comment here</Comment><Comment>Type your comment here</Comment><Graphics Center="590.0557524678272" Center="127.91541267742556"
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Fill Color="cc00cc" FontWeight="Bold" FontSize="12" Valign="Middle"
Color="ffffff" /><Xref Database="" ID="" /></DataNode><DataNode Text Label="PKA" Graph ID="a6469" Type="Rna"><Graphics Center="591.0021213465191" Center="357.0610029508542"
Width="38.73040752351278" Height="25.0" Order="32768" Fill Color="ffccff"
FontSize="12" Valign="Middle" /><Xref Database="" ID="" /></DataNode>nullnullnull

Class A

240

2,527

Class A orphan

4178

Class B

5976

Class B Orphan

3237

Class C

1922

Class C Orphan

2222

Class F

11113422,751

PYK2null

Akt669論文（75レビュー論文)

Arp2/3・活性化 (直接的)・活性化 (間接的)・抑制・リン酸活性化・脱リン酸活性化・空白●タンパク質と生成物は異なる列に入力■XML, gpml 形式→

相互作用記号●相互作用の階層を揃え、同じ列に入力

ファミリー数パスウエイ
経路数クラスa0016●“一筆書き” で描ける経路を１つのパスウェイデータとして入力

作
第4相互作用用→-->┣，┫→+p→-pnull

Total■パスウェイマップ描画例
リガンド：CXCＬ１２
GPCR：ケモカイン受容体CXCR４Gα タンパク質：GiGα タンパク質： Gq■SEVENSデータベースへの組み込み（準備中）

http://sevens.cbrc.jp/

・・・・・・・・・・・・・・

今後 ■学習データセット構築

謝辞■収集済みの2,527パスウェイデータの精密化キュレーション■受容体と医薬品の結合関係、生体応答情報を追加入力■プログラムによる網羅的なデータ抽出■論文アブストラクトから、必要データマイニングの機械学習手法を検討★真核生物のGPCR遺伝子の百科事典★ゲノム上の位置情報、アノテーション情報が視覚的に掲載。

本研究は科学研究費助成事業 研究成果公開促進費「データベース」（258056、268041、15HP8050）の助成を受けたものです。
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