大阪大学 蛋白質研究所 附属蛋白質解析先端研究センター

Laboratory of Protein Informatics, Research Center for State-of-the-Art Functional Protein Analysis

Institute for Protein Research, Osaka University

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Last Updated : 2013.11.11
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Institute for Protein Research


Osaka University

 


   
 
1.研究概要

本研究室では,国際的協力により蛋白質構造データベースの構築を行っている.そして,蛋白質および関連する種々の生体分子の構造と物性を,古典力学と量子化学,および両者を連成させたシミュレーション計算によって明らかにし,蛋白質立体構造を基にしたデータベース解析(構造バイオインフォマティクス*)を加えて、それら生体分子の生理機能発現の物理化学的理解を目指している.

*参考図書および文献

タンパク質計算科学−基礎と創薬への応用− [CD-ROM付]」創薬を目的としたタンパク質の計算科学(分子シミュレーション)の初めてのテキスト 神谷成敏・肥後順一・福西快文・中村春木 著 (共立出版 2009年)

 

改訂第2版 バイオデータベースとウェブツールの手とり足とり活用法」遺伝子の配列・機能解析,タンパク質解析,プロテオミクス,文献検 索,検索エンジン…etc.真に役立つサイトを使い倒す!,編集:中村保一,石川 淳,礒合 敦,平川美夏,坊農秀雅 (羊土社 2007年)

後藤, 桑島, 谷澤編「タンパク質科学」(化学同人,2005年)
大島, 中村 「タンパク3000プロジェクトの進展と世界の潮流」蛋白質核酸酵素 vol. 50, pp.831-835 (共立出版,2005年) 中村・神谷・肥後・木下「たんぱく質の立体構造に基づく物理情報学」応用物理 vol.71, no.12,, pp.1474-1480 (2002年) 小野, 中村 「水中でのペプチド・タンパク質の自由エネルギー地形」生体系のコンピュータ・シミュレーション」岡崎・岡本編 (化学同人, 2002年)
中村, 有坂編 「タンパク質のかたちと物性」(共立出版 1997年) 中村, 中井 「バイオテクノロジーのためのコンピュータ入門」(コロナ社, 1995年)  
2.研究課題

蛋白質情報科学研究系では次のテーマで研究を行っている。

  1. 蛋白質立体構造データベース(PDB)の構築。米国(RCSB)およびヨーロッパ(EBI)と協力し、NMRのデータベース(BMRB)を加え、wwPDBの一員として国際的な体制での日本蛋白質構造データバンク(PDBj)の維持・運営とデータベースの高度化・結合化を実施している.

  2. 蛋白質構造に関する二次データベースと種々のWebサービスの構築を行っている.蛋白質表面構造と機能のデータベース(eF-site)を構築し,局所的な表面構造と物性の類似性検索を行って,機能未知の蛋白質の生化学的機能を立体構造から類推する手法(eF-seek)を開発している.その他,蛋白質機能部位の原子配置データベース(GIRAF),抗体CDR-H3のループ構造予測サービス:H3-rules,蛋白質間相互作用データベース: HINTdb, HitPredict,進化トレース法サービスなどの開発を行い,それらに基づく俯瞰的な視点で蛋白質機能を理解する構造バイオインフォーマティクス研究を進めている.また,蛋白質のホモロジーモデリング:Spanner,や,蛋白質間ドッキング・サーバ:surFitを開発し,それを用いた複合体予測コンテスト(CAPRI)にも参加している.

  3. 蛋白質および蛋白質・基質複合体の自由エネルギー地形をシミュレーションによって得るための統計力学的アルゴリズムの開発と,その応用による蛋白質の安定なフォールドの再構築や,天然変性蛋白質の構造構築原理の解析を行っている.また,1000コア規模のPCクラスターによる並列計算システムおよび複数のGPUによって,巨大蛋白質や膜蛋白質に対する高速の分子動力学計算により,蛋白質や複合体のダイナミクスの解析と予測も実施している.さらに,生化学反応の解析のため,量子化学と古典力学の連成計算 (hybrid-QM/MD) を含む分子シミュレーション手法を開発・実施し,蛋白質機能を電子状態から解析する研究を進めている.

3.推進中の研究プロジェクト
  • 文部科学省・委託研究「次世代生命体統合シミュレーションソフトウェアの研究開発(生体高分子生化学的機能解析のための分子計算技術の開発)」(分担研究者)中村 春木
  • 文部科学省・研究開発施設共用等促進費補助金(創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業)創薬等支援技術基盤プラットフォーム事業(分担研究者)金城 玲
  • 文部科学省科研費補助金 新学術領域研究(研究領域提案型)「高精細アプローチで迫る転写サイクルの統一的理解」計画研究「計算・情報科学による転写サイクルにおける情報変換機構の解明」 (研究代表者)中村 春木
4.計算機環境(共同利用施設を含む)
  • 分散メモリ型PCクラスター (Xeon (X5460, Quad Core, 3.16GHz) x 256CPU)
  • GPGPUシステム(NVIDIA Tesla M2050 & M2070: 計28GPU)
  • 共有メモリ型計算サーバ Altix UV100(6 Core Intel Xeon 2.66 GHz x48, 1.5 TBメモリ)(SGI製)
  • ファイルサーバー (SGI Infinite Storage 4100, 96TB)
 
   
 
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