インシリコサイエンス社では、タンパク質の立体構造予測に有効なホモロジーモ デリングのアルゴリズムを実現したソフトウエアとしてPDFAMSシリーズを提供しております。PDFAMSシリーズはこれまで北里大学梅山研究室で開発された高性能 予測ソフトウェア FAMS(Full Automatic Modeling System)の商用版となります。特徴
- ホモロジーモデリング法による構造予測
既に実験的に構造決定されたタンパク質を鋳型にして構造予測を行う、ホモロジーモデリング法を採用しているため、信頼のおける立体構造モデルを構築することが可能です。
- 洗練された立体構造構築アルゴリズム
タンパク質をCα原子、主鎖全体、構造保存領域の側鎖も含めた主鎖、及び全原子の4段階に分け、各段階で最適化を行うため、構造骨格から側鎖の細部にいたるまで一貫して精度の高い構造が得られます。
- 世界でトップクラスのプログラム
2002年に開かれた、全自動タンパク質立体構造予測プログラムの世界コンテスト CAFASP3において、比較モデリングの通常サーバー部門で世界第一位の成績を収めたFAMSと同じモデリングアルゴリズムを採用しています。このFAMSは、CAFASP3と同時開催のCASP5においても、モデリングの熟練者が知識と経験を駆使して予測を行った結果に交じってトップに近い成績を納めています。
- アミノ酸配列を指定するだけの簡単な使用法
従来、ホモロジーモデリングは熟練を要する手法でしたが、 PDFAMSではそのような複雑な作業が一切ありません。配列を指定するだけで、 立体構造結果を出力します。
- 多彩でユニークな機能
オプションとして、リガンドが結合した構造予測機能、複数鎖を 持つタンパク質の構造予測機能が用意されています。リガンド及び複数鎖を持ったタンパク質の構造予測を行えるのはPDFAMSシリーズだけです。製品リスト
- PDFAMS Pro
PDFAMSシリーズのコアとなるモジュールで、与えられたアミノ酸配列に対し、ホモロジー検索からモデリングまでを全自動で行い、結果はPDBフォーマットで出力されます。PDFAMS Proは高精度の構造予測を実現する以下のアルゴリズムを装備しています。
- 配列検索にはRPS-BLASTを使用
- 検出した参照タンパク質間で配列アラインメントを行ない、配列的冗長性を排除
- 残った参照タンパク質全てについてＣαの位置のモデリングを行ない、作られたモデルの構造適重複度を検証。重複度の高いモデルを生成する参照タンパクを削除して最終的なモデリングを行なうテンプレートを選定。
- Cα原子、主鎖原子、保存された側鎖原子、そして全ての側鎖を含む全原子の4段階に分けての構造構築、及び疑似焼きなまし法による最適化
- 実験構造の統計に基づいた独自の側鎖構成方法
最適化で評価される疑似ポテンシャルには、空間的に近い残基のみで評価されるホモロジーによって重み付けを行なっています。この方法により、ターゲットとテンプレートの間の構造アラインメントを行なっているのと同じ効果が得られ、信頼度の高いモデリングが可能です。また、独自の側鎖構成方法と、それを活かすための、側鎖角を動かさない最適化方法により、他のモデリングプログラムに比べて、特に側鎖の角度の予測に高い精度を誇っています。
オプション
- PDFAMS Ligand
通常の構造予測プログラムでは、リガンド付きのタンパク質であっても、リガンドの存在を取り入れた予測ができないので、結合部位の側鎖のパッキングに矛盾をきたすことがあります。PDFAMS Ligandは、与えられたターゲット配列とリガンドの構造データから、リガンドと衝突しないような側鎖のパッキングを自動的に行います。
- PDFAMS Complex
複数のアミノ酸鎖が結合して1つの機能を果たすようなタンパク質複合体では、それらすべてのタンパク質が結合した状態での立体構造を決定することが重要です。PDFAMS Complexは、複数のサブユニットを持つ複合タンパク質の立体構造を矛盾無く予測することが可能です。なお、タンパク質構造有償提供サービスで公開しているヒト骨格筋型アセチルコリン受容体（モデル名：00001〜00002）、ヒト神経型アセチルコリン受容体（モデル名：00003）、ヒトカリウムチャネル（モデル名：00004〜00011）の各モデルは上記製品群で作成したデータとなっております。
また、ヒト骨格筋型アセチルコリン受容体アセチルコリン結合部位リガンド付き（モデル名：00012〜00013）、ヒト神経型アセチルコリン受容体アセチルコリン結合部位リガンド付き（モデル名：00014）はPDFAMS Ligandで作成したデータとなっております。応用事例
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