蛋白質と核酸のコンピュータによる分子構造予測

Computer-aided molecular structure prediction for proteins and nucleic acids

　蛋白質の高次構造はその一次構造，即ちアミノ酸配列によって決まると考えられている。蛋白質の二次構造になる傾向がアミノ酸残基の種類によって異なり，種々の方法によって約75％の確率で予測することができる^1）。それらの二次構造が更に寄り集まって三次構造となり，それらのサブユニット同士とか核酸や脂質との相互作用などによって四次構造と呼ばれる複雑な分子構造が決まる。生物の機能がすべて遺伝子のレベルで決められた一次構造に依存しているのは，分子構造の階層的構造が存在するからである。それらの機構をより良く理解するために多くの努力がなされて来たのであるが，分子構造の観点からは，蛋白質のX線構造解析が最も大きな貢献をして来た。その結果として，蛋白質の三次構造にはいくつかの典型的な型があることがわかって来た。それらのすべてを詳しく説明する余裕はないが，種々のヴィールスのコート蛋白質の中にもα-ヘリックスが多くなったり，β-シートが多くなっているものがあることを，Richardson^2）の模式的な表現で図1に挙げておく。

　近年，遺伝子工学的手法の進歩により，蛋白質や核酸の一次構造が，それらの物質を高純度で大量に精製しなくても明らかにされるようになって来た。特に蛋白質が他の物質と複雑な相互作用をしている状態を結晶として構造解析することは非常に困難なので，コンピュータを高度に利用した分子構造の予測法が大変重要になって来た。