ファミリー同定(Pfam)と膜貫通ヘリックス予測(SOSUI)演習

[機能のよく同定されていないタンパク質配列データ] があったとする。これらのタンパク質について 以下の二点について調べなさい。

1. 既知ファミリのPfamドメインに相当する領域がないかどうか
   • ゲノムネット:MOTIF search
   • Sanger: Pfamデータベース
   • NCBI: Conserved Domain Search

2. 膜貫通ヘリックスに相当する領域がないかどうか
   • SOSUI(http://bp.nuap.nagoya-u.ac.jp)

を調べ、回答用紙にその領域を記載せよ。また、これらのタンパク質の中で、膜タンパク質、他のタンパク質をリン酸化するタンパク質、DNAと結合するタンパク質、に相当するものはどれか答えよ。リン酸化とDNA結合については、ヒットしたファミリーの説明（アノテーション）をチェックする必要がある。

• ファミリー同定については、原則としてゲノムネットのMOTIF Searchを用いること。どうしてもゲノムネットのレスポンスが悪い場合のみに、 Pfamの本家のサイトや、 NCBIのサイトを使うようにすること。

• ゲノムネット:MOTIF searchでは、必ず、 Databasesの"Pfam"をオンにし、E-valueの値を0.001にして検索すること。

• Pfamを使う場合は、SEQUENCE SEARCHのサービスを用いること。 また、Conserved Domain Searchを使う場合は、 "Search against database:"を"Pfam -- 11912 PSSMs"に設定すること。

• 同じ領域にPfamのドメインが重なって認識された場合は、E-valueが低いドメインを優先して記入すること。

• SOSUIにはいくつか、サービスがあるが、最初に上がっている SOSUI systemSOSUI (SOSUI engine ver 1.11)を使用すること。

生体高分子の可視化

1. [プログラムの準備] RasMolという生体高分子の可視化プログラムをタウンロードし、「デスクトップ」にコピーする。
   RasMol2.7.4.2(Windows版) （うまくいかなければ、 RasMol2.7.1(Windows版) を試してみる）

   ※RasMolの使い方については、 RasMolの操作法のページ、 コマンド入力によるRasMolの操作法のページ、 参考にすること。

2. PDBデータの入手と可視化

   あるタンパク質の立体構造データを入手するには、PDBのWebサーバから、検索を行えばよい。 PDBコード("1flv")やタンパク質名("flavodoxin")などからも検索可能だが、もっとも確実に 同定するのはアミノ酸配列による検索である。 アミノ酸配列

   MSKKIGLFYGTQTGKTESVAEIIRDEFGNDVVTLHDVSQAEVTDLNDYQYLIIGCPTWNI
   GELQSDWEGLYSELDDVDFNGKLVAYFGTGDQIGYADNFQDAIGILEEKISQRGGKTVGY
   WSTDGYDFNDSKALRNGKFVGLALDEDNQSDLTDDRIKSWVAQLKSEFGL
    

   に相当する立体構造データをRCSB-PDBかPDBjのどちらかのサーバからダウンロードせよ。

   RCSB-PDB (www.rcsb.org)

   左メニューの[Search] から [Sequence] を選び、配列からの検索エンジンに移り、"use Sequence"をクリックして、クエリ配列をコピー＆ペーストして、"Evaluate Query"ボタンを押す。ヒットしたエントリの どれかをクリックし、メニューの"Download Files"から、"PDB txt"を選んで、マイドキュメントにダウンロードする。

   PDBj (www.pdbj.org)

   左メニューの"Search >>"から、[Sequence-Navigator]を選び、、クエリ配列をコピー＆ペーストして、"Find All Homologues"ボタンを押す。ヒットしたエントリの どれかをクリックし、[Download/Display]ボタンを押し、圧縮していないPDB formatの 形式（表の２行目） の"download"ボタンを押して、マイドキュメントにダウンロードを行う。

   ダウンロードしたファイルを、プログラムRasMolで表示してみよ。

3. つぎに以下のPDBファイルを「マイ ドキュメント」にコピーする。 （必ず「マイ ドキュメント」にコピーすること。 「デスクトップ」のファイルはRasMolからは認識できなくなるので注意。）
   • 1tph.pdb
     
   • 1fdn.pdb
     
   • 1dbj.pdb
     
   • 1mbd.pdb
     
   • 2ht7.pdb
     
   • 2a0n.pdb
     
   • 1aa9.pdb
     

   これらの六つの構造データを用いて、配布のプリントの課題１、 課題２、課題３ を行いなさい。

MATRASサーバを用いた簡易ホモロジーモデリング

インフルエンザウィルスのノイラミニダーゼ(2009年6月30日、福岡で採取) のアミノ酸配列NA_fukuoka の立体構造を MATRASサーバ(http://biunit.naist.jp/matras) にアクセスして、 予測せよ。

MATRASサーバの詳細な使い方については MATRASサーバを用いた立体構造予測：簡易ホモロジーモデリング のPDFファイルを参考にすること。

(1)[Sequence Search vs PDB] を選び、クエリ配列をコピー＆ペーストして、"Search"をクリックする。
(2)BLASTの結果がグラフィカルに表示される。適当なホモログのPDBコードをクリックする。（タミフルの構造が 含まれている3cl2AのPDBを選択すること。）
(3)ペアワイズアライメントが表示される。Seq-Replaced 3D Structure の[PDBfile]をクリックすると、
(4)モデル構造のPDBファイルが表示される。
(5)これをブラウザのメニューの[ページに名前をつけて保存]で、テキスト形式でNaritaH1N1.pdb"というファイル名で保存する。
(6)保存したPDBファイルをrasmolで表示する。

予測した立体構造と、 回答用紙に載っているマルチプルアライメントを比較し、保存アミノ酸が 立体構造上、どういう位置にあるか、確認することで、配布プリントの課題４に答えよ。