東北大学研究者紹介

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カワバタ　タケシ

川端　猛

Takeshi Kawabata

所属

大学院情報科学研究科　応用情報科学専攻　応用生命情報学講座（生命情報システム科学分野）

職名

特任准教授（研究）

学位

博士（農学）（東京大学）
修士（農学）（東京大学）

researchmap

https://researchmap.jp/kawabata1997

J-GLOBAL ID

201901004207398307

e-Rad 研究者番号

60343274

プロフィール

1992年(平成4年)3月: 東京大学工学部精密機械工学科卒業
1997年(平成9年)3月: 東京大学農学生命科学研究科応用生命工学専攻博士課程修了。博士（農学）取得指導教員：清水謙多郎教授
1997年(平成9年)4月: 国立遺伝学研究所COE研究員（指導教員：西川建教授)
1999年(平成11年)4月: 科学技術振興事業団( 国立遺伝学研究所で研究に従事) 博士研究員（指導教員：西川建教授)
2000年(平成12年)7月 :日本学術振興会特別研究員( 国立遺伝学研究所で研究に従事) 博士研究員（指導教員：西川建教授)
2001年 (平成13年)10月: 奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科研究員（科学技術振興）（客員助教授）
2006年(平成18年)4月:奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科助教授（任期５年）
2011年(平成23年)4月: 大阪大学蛋白質研究所特任研究員（客員准教授）
2016年(平成28年)6月: 大阪大学蛋白質研究所寄附研究部門准教授（招へい准教授）
2018年(平成30年)4月: 大阪大学蛋白質研究所特任准教授（招へい准教授）

2021年(令和 3年)4月: 蛋白質研究奨励会研究員, 大阪大学大学院生命機能研究科招へい准教授
2022年(令和 4年)4月: 東北大学大学院　情報科学研究科　特任准教授 (木下・大林・西研究室)

所属学協会 3

日本バイオインフォマティクス学会
日本蛋白質科学会
日本生物物理学会

研究分野 1

ライフサイエンス / 生物物理学 /

受賞 1

第6回（2017) Biophysics and Physicobiology 論文賞

2017年9月　日本生物物理学会　Takeshi Kawabata, Yusuke Sugihara, Yoshifumi Fukunishi, Haruki Nakamura "LigandBox: A database for 3D structures of chemical compounds" BIOPHYSICS Vol.9 pp.113-121 (2013)

論文 72

Assessing Structural Classification Using AlphaFold2 Models Through ECOD‐Based Comparative Analysis 査読有り

Takeshi Kawabata, Kengo Kinoshita

Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics　2025年4月19日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1002/prot.26828 　

ISSN：0887-3585

eISSN：1097-0134

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ABSTRACT Identifying homologous proteins is a fundamental task in structural bioinformatics. While AlphaFold2 has revolutionized protein structure prediction, the extent to which structure comparison of its models can reliably detect homologs remains unclear. In this study, we evaluate the feasibility of homology detection using AlphaFold2‐predicted structures through structural comparisons. We considered the classification of the ECOD database for experimental structures as the correct standard and obtained their corresponding predicted models from AlphaFoldDB. To ensure blind assessment, we divided the structures into test and train sets according to their release date. Predicted and experimental 3D structures in the test and train sets were compared using 3D structure comparisons (MATRAS, Dali, and Foldseek) and sequence comparisons (BLAST and HHsearch). The results were evaluated based on the homology annotations in the ECOD database. For top‐1 accuracy, the performance of structural comparisons was comparable to that of HHsearch. However, when considering metrics that included all structural pairs, including more remote homology, structural comparisons outperformed HHsearch. No significant differences were observed between comparisons of experimental versus experimental, predicted versus experimental, and predicted versus predicted structures with pLDDT (prediction confidence) values greater than 60. We also demonstrate that predicted protein structures, determined by NMR, had lower pLDDT values and contained fewer coils than their experimental counterparts. These findings highlight the potential of AlphaFold2 models in structural classification and suggest that 3D structural searches should be conducted not only against the PDB but also against AlphaFoldDB to identify more potential homologs.
Effect of Organic Anion Transporting Polypeptide 1B1 on Plasma Concentration Dynamics of Clozapine in Patients with Treatment-Resistant Schizophrenia 査読有り

Toshihiro Sato, Takeshi Kawabata, Masaki Kumondai, Nagomi Hayashi, Hiroshi Komatsu, Yuki Kikuchi, Go Onoguchi, Yu Sato, Kei Nanatani, Masahiro Hiratsuka, Masamitsu Maekawa, Hiroaki Yamaguchi, Takaaki Abe, Hiroaki Tomita, Nariyasu Mano

International Journal of Molecular Sciences　25　(23)　13228-13228　2024年12月9日
出版者・発行元： MDPI AG
DOI： 10.3390/ijms252313228 　

eISSN：1422-0067

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The involvement of drug-metabolizing enzymes and transporters in plasma clozapine (CLZ) dynamics has not been well examined in Japanese patients with treatment-resistant schizophrenia (TRS). Therefore, this clinical study investigated the relationship between single nucleotide polymorphisms (SNPs) of various pharmacokinetic factors (drug-metabolizing enzymes and transporters) and dynamic changes in CLZ. Additionally, we aimed to determine whether CLZ acts as a substrate for pharmacokinetic factors using in vitro assays and molecular docking calculations. We found that 6 out of 10 patients with TRS and with multiple organic anion transporting polypeptide (OATP) variants (OATP1B1: *1b, *15; OATP1B3: 334T>G, 699G>A; and OATP2B1: *3, 935G>A, 601G>A, 76_84del) seemed to be highly exposed to CLZ and/or N-desmethyl CLZ. A CLZ uptake study using OATP-expressing HEK293 cells showed that CLZ was a substrate of OATP1B1 with Km and Vmax values of 38.9 µM and 2752 pmol/mg protein/10 min, respectively. The results of molecular docking calculations supported the differences in CLZ uptake among OATP molecules and the weak inhibitory effect of cyclosporine A, which is a strong inhibitor of OATPs, on CLZ uptake via OATP1B1. This is the first study to show that CLZ is an OATP1B1 substrate and that the presence of SNPs in OATPs potentially alters CLZ pharmacokinetic parameters.
Engineered polyethylene terephthalate hydrolases: perspectives and limits 査読有り

Fusako Kawai, Ryo Iizuka, Takeshi Kawabata

Applied Microbiology and Biotechnology　108　(1)　2024年7月2日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s00253-024-13222-2 　

ISSN：0175-7598

eISSN：1432-0614

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Abstract Polyethylene terephthalate (PET) is a major component of plastic waste. Enzymatic PET hydrolysis is the most ecofriendly recycling technology. The biorecycling of PET waste requires the complete depolymerization of PET to terephthalate and ethylene glycol. The history of enzymatic PET depolymerization has revealed two critical issues for the industrial depolymerization of PET: industrially available PET hydrolases and pretreatment of PET waste to make it susceptible to full enzymatic hydrolysis. As none of the wild-type enzymes can satisfy the requirements for industrialization, various mutational improvements have been performed, through classical technology to state-of-the-art computational/machine-learning technology. Recent engineering studies on PET hydrolases have brought a new insight that flexibility of the substrate-binding groove may improve the efficiency of PET hydrolysis while maintaining sufficient thermostability, although the previous studies focused only on enzymatic thermostability above the glass transition temperature of PET. Industrial biorecycling of PET waste is scheduled to be implemented, using micronized amorphous PET. Next stage must be the development of PET hydrolases that can efficiently degrade crystalline parts of PET and expansion of target PET materials, not only bottles but also textiles, packages, and microplastics. This review discusses the current status of PET hydrolases, their potential applications, and their profespectal goals. Key points • PET hydrolases must be thermophilic, but their operation must be below 70 °C • Classical and state-of-the-art engineering approaches are useful for PET hydrolases • Enzyme activity on crystalline PET is most expected for future PET biorecycling Graphical Abstract
Structural Perspective of NR4A Nuclear Receptor Family and Their Potential Endogenous Ligands 査読有り

Ryoichi Hashida, Takeshi Kawabata

Biological and Pharmaceutical Bulletin　47　(3)　580-590　2024年3月1日
出版者・発行元： Pharmaceutical Society of Japan
DOI： 10.1248/bpb.b23-00600 　

ISSN：0918-6158

eISSN：1347-5215
Identification of ultra-rare disruptive variants in voltage-gated calcium channel-encoding genes in Japanese samples of schizophrenia and autism spectrum disorder. 国際誌査読有り

Chenyao Wang, Shin-Ichiro Horigane, Minoru Wakamori, Shuhei Ueda, Takeshi Kawabata, Hajime Fujii, Itaru Kushima, Hiroki Kimura, Kanako Ishizuka, Yukako Nakamura, Yoshimi Iwayama, Masashi Ikeda, Nakao Iwata, Takashi Okada, Branko Aleksic, Daisuke Mori, Takashi Yoshida, Haruhiko Bito, Takeo Yoshikawa, Sayaka Takemoto-Kimura, Norio Ozaki

Translational psychiatry　12　(1)　84-84　2022年2月26日

DOI： 10.1038/s41398-022-01851-y 　

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Several large-scale whole-exome sequencing studies in patients with schizophrenia (SCZ) and autism spectrum disorder (ASD) have identified rare variants with modest or strong effect size as genetic risk factors. Dysregulation of cellular calcium homeostasis might be involved in SCZ/ASD pathogenesis, and genes encoding L-type voltage-gated calcium channel (VGCC) subunits Cav1.1 (CACNA1S), Cav1.2 (CACNA1C), Cav1.3 (CACNA1D), and T-type VGCC subunit Cav3.3 (CACNA1I) recently were identified as risk loci for psychiatric disorders. We performed a screening study, using the Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM), of exon regions of these four candidate genes (CACNA1C, CACNA1D, CACNA1S, CACNA1I) in 370 Japanese patients with SCZ and 192 with ASD. Variant filtering was applied to identify biologically relevant mutations that were not registered in the dbSNP database or that have a minor allele frequency of less than 1% in East-Asian samples from databases; and are potentially disruptive, including nonsense, frameshift, canonical splicing site single nucleotide variants (SNVs), and non-synonymous SNVs predicted as damaging by five different in silico analyses. Each of these filtered mutations were confirmed by Sanger sequencing. If parental samples were available, segregation analysis was employed for measuring the inheritance pattern. Using our filter, we discovered one nonsense SNV (p.C1451* in CACNA1D), one de novo SNV (p.A36V in CACNA1C), one rare short deletion (p.E1675del in CACNA1D), and 14 NSstrict SNVs (non-synonymous SNV predicted as damaging by all of five in silico analyses). Neither p.A36V in CACNA1C nor p.C1451* in CACNA1D were found in 1871 SCZ cases, 380 ASD cases, or 1916 healthy controls in the independent sample set, suggesting that these SNVs might be ultra-rare SNVs in the Japanese population. The neuronal splicing isoform of Cav1.2 with the p.A36V mutation, discovered in the present study, showed reduced Ca2+-dependent inhibition, resulting in excessive Ca2+ entry through the mutant channel. These results suggested that this de novo SNV in CACNA1C might predispose to SCZ by affecting Ca2+ homeostasis. Thus, our analysis successfully identified several ultra-rare and potentially disruptive gene variants, lending partial support to the hypothesis that VGCC-encoding genes may contribute to the risk of SCZ/ASD.
Protein Data Bank Japan: Celebrating our 20th anniversary during a global pandemic as the Asian hub of three dimensional macromolecular structural data. 国際誌査読有り

Gert-Jan Bekker, Masashi Yokochi, Hirofumi Suzuki, Yasuyo Ikegawa, Takeshi Iwata, Takahiro Kudou, Kei Yura, Toshimichi Fujiwara, Takeshi Kawabata, Genji Kurisu

Protein science : a publication of the Protein Society　31　(1)　173-186　2022年1月

DOI： 10.1002/pro.4211 　

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Protein Data Bank Japan (PDBj), a founding member of the worldwide Protein Data Bank (wwPDB) has accepted, processed and distributed experimentally determined biological macromolecular structures for 20 years. During that time, we have continuously made major improvements to our query search interface of PDBj Mine 2, the BMRBj web interface, and EM Navigator for PDB/BMRB/EMDB entries. PDBj also serves PDB-related secondary database data, original web-based modeling services such as Homology modeling of complex structure (HOMCOS), visualization services and utility tools, which we have continuously enhanced and expanded throughout the years. In addition, we have recently developed several unique archives, BSM-Arc for computational structure models, and XRDa for raw X-ray diffraction images, both of which promote open science in the structural biology community. During the COVID-19 pandemic, PDBj has also started to provide feature pages for COVID-19 related entries across all available archives at PDBj from raw experimental data and PDB structural data to computationally predicted models, while also providing COVID-19 outreach content for high school students and teachers.
Difference of binding modes among three ligands to a receptor mSin3B corresponding to their inhibitory activities 査読有り

Tomonori Hayami, Narutoshi Kamiya, Kota Kasahara, Takeshi Kawabata, Jun-ichi Kurita, Yoshifumi Fukunishi, Yoshifumi Nishimura, Haruki Nakamura, Junichi Higo

Scientific Reports　11　(1)　2021年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-021-85612-9 　

eISSN：2045-2322

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<title>Abstract</title>A preceding experiment suggested that a compound, which inhibits binding of the REST/NRSF segment to the cleft of a receptor protein mSin3B, can be a potential drug candidate to ameliorate many neuropathies. We have recently developed an enhanced conformational sampling method, genetic-algorithm-guided multi-dimensional virtual-system-coupled canonical molecular dynamics, and in the present study, applied it to three systems consisting of mSin3B and one of three compounds, sertraline, YN3, and acitretin. Other preceding experiments showed that only sertraline inhibits the binding of REST/NRSF to mSin3B. The current simulation study produced the spatial distribution of the compounds around mSin3B, and showed that sertraline and YN3 bound to the cleft of mSin3B with a high propensity, although acitretin did not. Further analyses of the simulation data indicated that only the sertraline–mSin3B complex produced a hydrophobic core similar to that observed in the molecular interface of the REST/NRSF-mSin3B complex: An aromatic ring of sertraline sunk deeply in the mSin3B’s cleft forming a hydrophobic core contacting to hydrophobic amino-acid residues located at the bottom of the cleft. The present study proposes a step to design a compound that inhibits competitively the binding of a ligand to its receptor.
Functional characterization of rare NRXN1 variants identified in autism spectrum disorders and schizophrenia 国際誌査読有り

Kanako Ishizuka, Tomoyuki Yoshida, Takeshi Kawabata, Ayako Imai, Hisashi Mori, Hiroki Kimura, Toshiya Inada, Yuko Okahisa, Jun Egawa, Masahide Usami, Itaru Kushima, Mako Morikawa, Takashi Okada, Masashi Ikeda, Aleksic Branko, Daisuke Mori, Toshiyuki Someya, Nakao Iwata, Norio Ozaki

Journal of Neurodevelopmental Disorders　12　(1)　25-25　2020年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1186/s11689-020-09325-2 　

ISSN：1866-1947

eISSN：1866-1955

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<title>Abstract</title> <sec> <title>Background</title> Rare genetic variants contribute to the etiology of both autism spectrum disorder (ASD) and schizophrenia (SCZ). Most genetic studies limit their focus to likely gene-disrupting mutations because they are relatively easier to interpret their effects on the gene product. Interpretation of missense variants is also informative to some pathophysiological mechanisms of these neurodevelopmental disorders; however, their contribution has not been elucidated because of relatively small effects. Therefore, we characterized missense variants detected in <italic>NRXN1</italic>, a well-known neurodevelopmental disease-causing gene, from individuals with ASD and SCZ. </sec> <sec> <title>Methods</title> To discover rare variants with large effect size and to evaluate their role in the shared etiopathophysiology of ASD and SCZ, we sequenced <italic>NRXN1</italic> coding exons with a sample comprising 562 Japanese ASD and SCZ patients, followed by a genetic association analysis in 4273 unrelated individuals. Impact of each missense variant detected here on cell surface expression, interaction with NLGN1, and synaptogenic activity was analyzed using an in vitro functional assay and in silico three-dimensional (3D) structural modeling. </sec> <sec> <title>Results</title> Through mutation screening, we regarded three ultra-rare missense variants (T737M, D772G, and R856W), all of which affected the LNS4 domain of <italic>NRXN1</italic>α isoform<italic>,</italic> as disease-associated variants. Diagnosis of individuals with T737M, D772G, and R856W was 1ASD and 1SCZ, 1ASD, and 1SCZ, respectively. We observed the following phenotypic and functional burden caused by each variant. (i) D772G and R856W carriers had more serious social disabilities than T737M carriers. (ii) In vitro assay showed reduced cell surface expression of NRXN1α by D772G and R856W mutations. In vitro functional analysis showed decreased NRXN1α-NLGN1 interaction of T737M and D772G mutants. (iii) In silico 3D structural modeling indicated that T737M and D772G mutations could destabilize the rod-shaped structure of LNS2-LNS5 domains, and D772G and R856W could disturb N-glycan conformations for the transport signal. </sec> <sec> <title>Conclusions</title> The combined data suggest that missense variants in <italic>NRXN1</italic> could be associated with phenotypes of neurodevelopmental disorders beyond the diagnosis of ASD and/or SCZ. </sec>
Molecular Interaction Mechanism of a 14-3-3 Protein with a Phosphorylated Peptide Elucidated by Enhanced Conformational Sampling 国際誌査読有り

Junichi Higo, Takeshi Kawabata, Ayumi Kusaka, Kota Kasahara, Narutoshi Kamiya, Ikuo Fukuda, Kentaro Mori, Yutaka Hata, Yoshifumi Fukunishi, Haruki Nakamura

Journal of Chemical Information and Modeling　60　(10)　4867-4880　2020年10月26日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.jcim.0c00551 　

ISSN：1549-9596

eISSN：1549-960X

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Enhanced conformational sampling, a genetic-algorithm-guided multidimensional virtual-system coupled molecular dynamics, can provide equilibrated conformational distributions of a receptor protein and a flexible ligand at room temperature. The distributions provide not only the most stable but also semistable complex structures and propose a ligand-receptor binding process. This method was applied to a system consisting of a receptor protein, 14-3-3ε, and a flexible peptide, phosphorylated myeloid leukemia factor 1 (pMLF1). The results present comprehensive binding pathways of pMLF1 to 14-3-3ε. We identified four thermodynamically stable clusters of MLF1 on the 14-3-3ε surface and free-energy barriers among some clusters. The most stable cluster includes two high-density spots connected by a narrow corridor. When pMLF1 passes the corridor, a salt-bridge relay (switching) related to the phosphorylated residue of pMLF1 occurs. Conformations in one high-density spot are similar to the experimentally determined complex structure. Three-dimensional distributions of residues in the intermolecular interface rationally explain the binding constant changes resulting from the alanine mutation experiment for the residues. We also performed a simulation of nonphosphorylated peptide and 14-3-3ε, which demonstrated that the complex structure was unstable, suggesting that phosphorylation of the peptide is crucially important for binding to 14-3-3ε.
Current State and Perspectives Related to the Polyethylene Terephthalate Hydrolases Available for Biorecycling 査読有り

Fusako Kawai, Takeshi Kawabata, Masayuki Oda

ACS Sustainable Chemistry & Engineering　2020年6月5日
出版者・発行元：
DOI： 10.1021/acssuschemeng.0c01638 　

ISSN：2168-0485

eISSN：2168-0485
The Biological Structure Model Archive (BSM-Arc): an archive for in silico models and simulations 査読有り

Gert-Jan Bekker, Takeshi Kawabata, Genji Kurisu

Biophysical Reviews　2020年2月5日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1007/s12551-020-00632-5 　

ISSN：1867-2469
Current knowledge on enzymatic PET degradation and its possible application to waste stream management and other fields. 査読有り

Kawai F, Kawabata T, Oda M

Applied microbiology and biotechnology　103　(11)　4253-4268　2019年6月

DOI： 10.1007/s00253-019-09717-y 　

ISSN：0175-7598
Multimodal Structural Distribution of the p53 C-Terminal Domain upon Binding to S100B via a Generalized Ensemble Method: From Disorder to Extradisorder. 査読有り

Iida S, Kawabata T, Kasahara K, Nakamura H, Higo J

Journal of chemical theory and computation　15　(4)　2597-2607　2019年4月

DOI： 10.1021/acs.jctc.8b01042 　

ISSN：1549-9618
混合正規分布を用いた剛体フィッティング法：電顕密度マップに原子モデルを重ねる計算招待有り

川端猛

生物物理　59　(6)　320-323　2019年
出版者・発行元：
DOI： 10.2142/biophys.59.320 　

ISSN：0582-4052

eISSN：1347-4219
Detection of cave pockets in large molecules: Spaces into which internal probes can enter, but external probes from outside cannot 査読有り

Takeshi Kawabata

Biophysics and Physicobiology　16　(0)　391-406　2019年
出版者・発行元： Biophysical Society of Japan
DOI： 10.2142/biophysico.16.0_391 　

eISSN：2189-4779
Gaussian-input Gaussian mixture model for representing density maps and atomic models 査読有り

Takeshi Kawabata

Journal of Structural Biology　203　(1)　1-16　2018年7月1日
出版者・発行元： Academic Press Inc.
DOI： 10.1016/j.jsb.2018.03.002 　

ISSN：1095-8657 1047-8477
統合失調症に強い関連を示した稀な遺伝子変異に基づく精神疾患の分子病態解明

木村大樹, 藤田幸, 川端猛, 森大輔, 岩山佳美, 岡久祐子, 池田匡志, 岩田仲生, 吉川武男, 山下俊英, 中村春木, 尾崎紀夫

先進医薬研究振興財団研究成果報告集　2017年度　80-81　2018年3月
出版者・発行元： (公財)先進医薬研究振興財団
ISSN：2189-1303
Structural and mutational analysis of polyethylene terephthalate-hydrolyzing enzyme, cut190, based on three-dimensional docking structure with model compounds of polyethylene terephthalate

Takeshi Kawabata, Masayuki Oda, Nobutaka Numoto, Fusako Kawai

ACS Symposium Series　1310　63-75　2018年
出版者・発行元： American Chemical Society
DOI： 10.1021/bk-2018-1310.ch005 　

ISSN：1947-5918 0097-6156
Rigid-Body Fitting of Atomic Models on 3D Density Maps of Electron Microscopy. 査読有り

Kawabata T

Advances in experimental medicine and biology　1105　219-235　2018年

DOI： 10.1007/978-981-13-2200-6_14 　

ISSN：0065-2598
New tools and functions in data-out activities at Protein Data Bank Japan (PDBj) 査読有り

Akira R. Kinjo, Gert-Jan Bekker, Hiroshi Wako, Shigeru Endo, Yuko Tsuchiya, Hiromu Sato, Hafumi Nishi, Kengo Kinoshita, Hirofumi Suzuki, Takeshi Kawabata, Masashi Yokochi, Takeshi Iwata, Naohiro Kobayashi, Toshimichi Fujiwara, Genji Kurisu, Haruki Nakamura

Protein Science　27　(1)　95-102　2017年9月
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1002/pro.3273 　

ISSN：0961-8368
Rare genetic variants in CX3CR1 and their contribution to the increased risk of schizophrenia and autism spectrum disorders 査読有り

K Ishizuka, Y Fujita, T Kawabata, H Kimura, Y Iwayama, T Inada, Y Okahisa, J Egawa, M Usami, I Kushima, Y Uno, T Okada, M Ikeda, B Aleksic, D Mori, To Someya, T Yoshikawa, N Iwata, H Nakamura, T Yamashita, N Ozaki

Translational Psychiatry　7　(8)　e1184-e1184　2017年8月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/tp.2017.173 　

eISSN：2158-3188
A novel rare variant R292H in RTN4R affects growth cone formation and possibly contributes to schizophrenia susceptibility 査読有り

H Kimura, Y Fujita, T Kawabata, K Ishizuka, C Wang, Y Iwayama, Y Okahisa, I Kushima, M Morikawa, Y Uno, T Okada, M Ikeda, T Inada, A Branko, D Mori, T Yoshikawa, N Iwata, H Nakamura, T Yamashita, N Ozaki

Translational Psychiatry　7　(8)　e1214-e1214　2017年8月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/tp.2017.170 　

eISSN：2158-3188
Mutational analysis of cutinase-like enzyme, Cut190, based on the 3D docking structure with model compounds of polyethylene terephthalate 査読有り

Takeshi Kawabata, Masayuki Oda, Fusako Kawai

JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING　124　(1)　28-35　2017年7月

DOI： 10.1016/j.jbiosc.2017.02.007 　

ISSN：1389-1723

eISSN：1347-4421
HOMCOS: an updated server to search and model complex 3D structures 査読有り

Takeshi Kawabata

Journal of Structural and Functional Genomics　17　(4)　83-99　2016年12月1日
出版者・発行元： Springer Netherland
DOI： 10.1007/s10969-016-9208-y 　

ISSN：1570-0267 1345-711X
Toward the next step in G protein-coupled receptor research: a knowledge-driven analysis for the next potential targets in drug discovery 査読有り

Koji Nagata, Yukie Katayama, Tomomi Sato, Yeondae Kwon, Takeshi Kawabata

Journal of Structural and Functional Genomics　17　(4)　111-133　2016年12月1日
出版者・発行元： Springer Netherland
DOI： 10.1007/s10969-016-9212-2 　

ISSN：1570-0267 1345-711X
VaProS: a database-integration approach for protein/genome information retrieval 査読有り

Takashi Gojobori, Kazuho Ikeo, Yukie Katayama, Takeshi Kawabata, Akira R. Kinjo, Kengo Kinoshita, Yeondae Kwon, Ohsuke Migita, Hisashi Mizutani, Masafumi Muraoka, Koji Nagata, Satoshi Omori, Hideaki Sugawara, Daichi Yamada, Kei Yura

Journal of Structural and Functional Genomics　17　(4)　69-81　2016年12月1日
出版者・発行元： Springer Netherland
DOI： 10.1007/s10969-016-9211-3 　

ISSN：1570-0267 1345-711X
Homozygous inactivation of CHEK2 is linked to a familial case of multiple primary lung cancer with accompanying cancers in other organs. 国際誌査読有り

Kukita Y, Okami J, Yoneda-Kato N, Nakamae I, Kawabata T, Higashiyama M, Kato J, Kodama K, Kato K

Cold Spring Harbor molecular case studies　2　(6)　a001032　2016年11月

DOI： 10.1101/mcs.a001032 　

ISSN：2373-2873
Gene expression and pathway analysis of CTNNB1 in cancer and stem cells 査読有り

Shihori Tanabe, Takeshi Kawabata, Kazuhiko Aoyagi, Hiroshi Yokozaki, Hiroki Sasaki

WORLD JOURNAL OF STEM CELLS　8　(11)　384-395　2016年11月

DOI： 10.4252/wjsc.v8.i11.384 　

ISSN：1948-0210
Protein Data Bank Japan (PDBj): updated user interfaces, resource description framework, analysis tools for large structures 査読有り

Akira R. Kinjo, Gert-Jan Bekker, Hirofumi Suzuki, Yuko Tsuchiya, Takeshi Kawabata, Yasuyo Ikegawa, Haruki Nakamura

Nucleic Acids Research　45　(D1)　D282-D288　2016年10月
出版者・発行元： Oxford University Press ({OUP})
DOI： 10.1093/nar/gkw962 　

ISSN：0305-1048
Omokage search: shape similarity search service for biomolecular structures in both the PDB and EMDB 査読有り

Hirofumi Suzuki, Takeshi Kawabata, Haruki Nakamura

BIOINFORMATICS　32　(4)　619-620　2016年2月

DOI： 10.1093/bioinformatics/btv614 　

ISSN：1367-4803

eISSN：1460-2059
Comparison of genetic structures and biochemical properties of tandem cutinase-type polyesterases from Thermobifida alba AHK119 査読有り

Uschara Thumarat, Takeshi Kawabata, Maho Nakajima, Hajime Nakajima, Akifumi Sugiyama, Kazufumi Yazaki, Tomoko Tada, Tomonori Waku, Naoki Tanaka, Fusako Kawai

JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING　120　(5)　491-497　2015年11月

DOI： 10.1016/j.jbiosc.2015.03.006 　

ISSN：1389-1723

eISSN：1347-4421
3D Flexible Alignment Using 2D Maximum Common Substructure: Dependence of Prediction Accuracy on Target-Reference Chemical Similarity 査読有り

Takeshi Kawabata, Haruki Nakamura

JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING　54　(7)　1850-1863　2014年7月

DOI： 10.1021/ci500006d 　

ISSN：1549-9596

eISSN：1549-960X
KCOMBUを用いた低分子構造比較と予測招待有り

川端猛

54　(3)　163-165　2014年
出版者・発行元：
DOI： 10.2142/biophys.54.163 　

ISSN：0582-4052

eISSN：1347-4219
1P016 高分子複合体の密度マップ・原子モデルの混合正規分布モデルを用いた重ね合わせ計算(01A. 蛋白質:構造,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

Kawabata Takeshi, Suzuki Hirofumi, Kinjo Akira, Nakamura Haruki

生物物理　53　(1)　S108　2013年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.53.S108_4 　
Comparison of Polyester-Degrading Cutinases from Genus Thermobifida 査読有り

Fusako Kawai, Uschara Thumarat, Kengo Kitadokoro, Tomonori Waku, Tomoko Tada, Naoki Tanaka, Takeshi Kawabata

GREEN POLYMER CHEMISTRY: BIOCATALYSIS AND MATERIALS II　1144　111-120　2013年

ISSN：0097-6156
Catalytic Mechanism of Short Ethoxy Chain Nonylphenol Dehydrogenase Belonging to a Polyethylene Glycol Dehydrogenase Group in the GMC Oxidoreductase Family 査読有り

Xin Liu, Takeshi Ohta, Takeshi Kawabata, Fusako Kawai

INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES　14　(1)　1218-1231　2013年1月

DOI： 10.3390/ijms14011218 　

ISSN：1422-0067
LigandBox: A database for 3D structures of chemical compounds 査読有り

Takeshi Kawabata, Yusuke Sugihara, Yoshifumi Fukunishi, Haruki Nakamura

Biophysics (Japan)　9　113-121　2013年

DOI： 10.2142/biophysics.9.113 　

ISSN：1349-2942
Biochemical and genetic analysis of a cutinase-type polyesterase from a thermophilic Thermobifida alba AHK119 査読有り

Uschara Thumarat, Ryota Nakamura, Takeshi Kawabata, Hideyuki Suzuki, Fusako Kawai

APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY　95　(2)　419-430　2012年7月

DOI： 10.1007/s00253-011-3781-6 　

ISSN：0175-7598
書評生物記号論ー主体性の生物学川出由己 [著] 招待有り

川端猛

生物物理　52　(1)　054-055　2012年
出版者・発行元：
DOI： 10.2142/biophys.52.054 　

ISSN：0582-4052

eISSN：1347-4219
Build-Up Algorithm for Atomic Correspondence between Chemical Structures 査読有り

Takeshi Kawabata

JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING　51　(8)　1775-1787　2011年8月

DOI： 10.1021/ci2001023 　

ISSN：1549-9596
Detection of multiscale pockets on protein surfaces using mathematical morphology 査読有り

Takeshi Kawabata

PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS　78　(5)　1195-1211　2010年4月

DOI： 10.1002/prot.22639 　

ISSN：0887-3585
Multiple Subunit Fitting into a Low-Resolution Density Map of a Macromolecular Complex Using a Gaussian Mixture Model 査読有り

Takeshi Kawabata

BIOPHYSICAL JOURNAL　95　(10)　4643-4658　2008年11月

DOI： 10.1529/biophysj.108.137125 　

ISSN：0006-3495
HOMCOS: a server to predict interacting protein pairs and interacting sites by homology modeling of complex structures 査読有り

Naoshi Fukuhara, Takeshi Kawabata

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　36　(Web Server issue)　W185-W189　2008年7月

DOI： 10.1093/nar/gkn218 　

ISSN：0305-1048
Detection of pockets on protein surfaces using small and large probe spheres to find putative ligand binding sites 査読有り

Takeshi Kawabata, Nobuhiro Go

PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS　68　(2)　516-529　2007年8月

DOI： 10.1002/prot.21283 　

ISSN：0887-3585
1P253 混合正規分布モデルを用いた複合体低解像度3次元画像への短量体原子モデルの重ね合わせ計算 : 対照的な配置拘束の導入(生命情報科学(構造ゲノミクス),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

川端猛, 由良敬

生物物理　47　S86　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.47.S86_4 　
1P243 変異サイトの溶媒露出度、ポケット度、アミノ酸頻度等に基づいたnsSNPsの表現型に与える影響の予測(生命情報科学(構造ゲノミクス),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

吉井悠喜, 川端猛

生物物理　47　S84　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.47.S84_2 　
Prediction of interacting proteins from homology-modeled complex structures using sequence and structure scores 査読有り

Naoshi Fukuhara, Nobuhiro Go, Takeshi Kawabata

Biophysics　3　13-26　2007年

DOI： 10.2142/biophysics.3.13 　

ISSN：1349-2942
Double-stranded DNA binding, an unusual property of DNA polymerase epsilon, promotes epigenetic silencing in Saccharomyces cerevisiae 査読有り

Toshiaki Tsubotao, Rie Tajima, Kunitomo Ode, Hajime Kubota, Naoshi Fukuhara, Takeshi Kawabata, Satoko Maki, Hisaji Maki

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　281　(43)　32898-32908　2006年10月

DOI： 10.1074/jbc.M606637200 　

ISSN：0021-9258
Analysis of amino acid residues involved in catalysis of polyethylene glycol dehydrogenase from Sphingopyxis terrae, using three-dimensional molecular modeling-based kinetic characterization of mutants 査読有り

T Ohta, T Kawabata, K Nishikawa, A Tani, K Kimbara, F Kawai

APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY　72　(6)　4388-4396　2006年6月

DOI： 10.1128/AEM.02174-05 　

ISSN：0099-2240

eISSN：1098-5336
1P194 Multiple protein docking guided by low-resolution image of complex using Gaussian mixture model(6. Macromolecular assembly,Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

Kawabata Takeshi, Yura Kei

生物物理　46　(2)　S195　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.46.S195_2 　
1P484 Predicted Protein-Protein Interaction Networks based on Homology-Modeled Complex Structures(23. Bioinformatics, genomics and proteomics (I),Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

Fukuhara Naoshi, Kawabata Takeshi, Go Nobuhiro

生物物理　46　(2)　S267　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.46.S267_4 　
The first crystal structure of an archaeal helical repeat protein 査読有り

K Yoneda, H Sakuraba, H Tsuge, N Katunuma, S Kuramitsu, T Kawabata, T Ohshima

ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS　61　(Pt 7)　636-639　2005年7月

DOI： 10.1107/S1744309105019263 　

ISSN：1744-3091
立体構造比較サーバMATRASの使い方招待有り

川端猛

生物物理　45　(1)　41-44　2005年
出版者・発行元：
DOI： 10.2142/biophys.45.41 　

ISSN：0582-4052

eISSN：1347-4219
1P291 低分解能生体超分子像からの原子構造構築技法の開発 : 知識ベースによるアプローチ(生命情報科学 A) 構造ゲノミクス))

由良敬, 石田恒, 岩崎憲治, 川端猛, 堤遊, 松本淳, 真柳浩太

生物物理　45　S104　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.45.S104_3 　
1P284 統計ポテンシャルを用いたタンパク質間相互作用予測(生命情報科学 A) 構造ゲノミクス))

福原武志, 川端猛, 郷信広

生物物理　45　S102　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.45.S102_4 　
3P006 混合正規分布モデルを用いた低解像度の蛋白質立体構造の高速重ね合わせ計算(蛋白質 A) 構造))

川端猛, 由良敬, 郷信広

生物物理　45　S205　2005年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.45.S205_2 　
Electrostatic potential of nucleotide-free protein is sufficient for discrimination between adenine and guanine-specific binding sites 査読有り

G Basu, D Sivanesan, T Kawabata, N Go

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY　342　(3)　1053-1066　2004年9月

DOI： 10.1016/j.jmb.2004.07.047 　

ISSN：0022-2836

eISSN：1089-8638
Filtering remote homologues using predicted structural information 査読有り

K Uehara, T Kawabata, N Go

PROTEIN ENGINEERING DESIGN & SELECTION　17　(7)　565-570　2004年7月

DOI： 10.1093/protein/gzh065 　

ISSN：1741-0126
Finding evolutionary relations beyond superfamilies: Fold-based superfamilies 査読有り

K Matsuda, T Nishioka, K Kinoshita, T Kawabata, N Go

PROTEIN SCIENCE　12　(10)　2239-2251　2003年10月

DOI： 10.1110/ps0383603 　

ISSN：0961-8368
Novel types of two-domain multi-copper oxidases: possible missing links in the evolution 査読有り

K Nakamura, T Kawabata, K Yura, N Go

FEBS LETTERS　553　(3)　239-244　2003年10月

DOI： 10.1016/S0014-5793(03)01000-7 　

ISSN：0014-5793
MATRAS: a program for protein 3D structure comparison 査読有り

T Kawabata

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　31　(13)　3367-3369　2003年7月

DOI： 10.1093/nar/gkg581 　

ISSN：0305-1048
On the Accuracy of Transmembrane Segment Prediction of Helical Integral Membrane Proteins

Tanimoto Shin, Basu Gautam, Kawabata Takeshi, Go Nobuhiro

Genome Informatics　14　557-558　2003年
出版者・発行元： Japanese Society for Bioinformatics
DOI： 10.11234/gi1990.14.557 　

ISSN：0919-9454
2次構造予測等を利用した蛋白質間の弱いアミノ酸配列相同性を検出する手法の開発

植原克典, 川端猛, 郷信広

生物物理　43　S212　2003年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.43.S212_4 　
表面アミノ酸分布に基づくタンパク質間相互作用部位の予測

福原直志, 川端猛, 郷信広

生物物理　43　S212　2003年
出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会
DOI： 10.2142/biophys.43.S212_3 　
A systematic investigation identifies a significant number of probable pseudogenes in the Escherichia coli genome 査読有り

K Homma, S Fukuchi, T Kawabata, M Ota, K Nishikawa

GENE　294　(1-2)　25-33　2002年7月

DOI： 10.1016/s0378-1119(02)00794-1 　

ISSN：0378-1119
Solution structure of the fibronectin type III domain from Bacillus circulans WL-12 chitinase A1 査読有り

JG Jee, T Ikegami, M Hashimoto, T Kawabata, M Ikeguchi, T Watanabe, M Shirakawa

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　277　(2)　1388-1397　2002年1月

DOI： 10.1074/jbc.M109726200 　

ISSN：0021-9258
GTOP: a database of protein structures predicted from genome sequences 査読有り

T Kawabata, S Fukuchi, K Homma, M Ota, J Araki, T Ito, N Ichiyoshi, K Nishikawa

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　30　(1)　294-298　2002年1月

DOI： 10.1093/nar/30.1.294 　

ISSN：0305-1048
Structural/functional assignment of unknown bacteriophage T4 proteins by iterative database searches 査読有り

T Kawabata, F Arisaka, K Nishikawa

GENE　259　(1-2)　223-233　2000年12月

ISSN：0378-1119
Protein structure comparison using the Markov transition model of evolution 査読有り

T Kawabata, K Nishikawa

PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS　41　(1)　108-122　2000年10月

ISSN：0887-3585

eISSN：1097-0134
タンパク質構造予測コンテストCASP3 招待有り

川端猛, 西川建

40　(1)　52-56　2000年
出版者・発行元：
DOI： 10.2142/biophys.40.52 　

ISSN：0582-4052

eISSN：1347-4219
Cooperative approach for the protein fold recognition 査読有り

M Ota, T Kawabata, AR Kinjo, K Nishikawa

PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND GENETICS　126-132　1999年

ISSN：0887-3585
The protein mutant database 査読有り

T Kawabata, M Ota, K Nishikawa

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　27　(1)　355-357　1999年1月

ISSN：0305-1048

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MISC 14

AlphaFold2の予測構造を用いた立体構造比較による遠縁のホモログの認識

川端猛, 木下賢吾

第24回日本蛋白質科学会年会ポスター発表　2024年6月
AlphaFoldDBの予測立体構造を用いた遠縁のホモログタンパク質の認識

川端猛, 木下賢吾

日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集　23rd (CD-ROM)　2023年
Biological Structure Model Archive:計算機で得られた生体分子モデルのアーカイブ

BEKKER Gert-Jan, KAWABATA Takeshi, KURISU Genji

生物物理(Web)　59　(Supplement 1-2)　2019年

ISSN： 1347-4219
統合失調症に強い関連を示した稀な遺伝子変異に基づく精神疾患の分子病態解明

木村大樹, 藤田幸, 川端猛, 森大輔, 岩山佳美, 岡久祐子, 池田匡志, 岩田仲生, 吉川武男, 山下俊英, 中村春木, 尾崎紀夫

先進医薬研究振興財団研究成果報告集　2017年度　80-81　2018年3月
出版者・発行元： (公財)先進医薬研究振興財団
ISSN： 2189-1303
統合失調症発症に強い影響を及ぼす、頻度の低い稀な遺伝子変異を22q11.2欠失領域に存在するミエリン関連遺伝子のRTN4Rに同定した

木村大樹, 藤田幸, 川端猛, 石塚佳奈子, Wang Chenyao, 岩山佳美, 岡久祐子, 久島周, 宇野洋太, 岡田俊, 森川真子, 森大輔, 池田匡志, 稲田俊也, Aleksic Branko, 吉川武男, 岩田仲生, 中村春木, 山下俊英, 尾崎紀夫

日本生物学的精神医学会・日本神経精神薬理学会合同年会プログラム・抄録集　39回・47回　190-190　2017年9月
出版者・発行元：日本生物学的精神医学会・日本神経精神薬理学会
Protein Data Bank Japan (PDBj): updated semantic web services and tools for large structures

A. R. Kinjo, G-J. Bekker, H. Suzuki, Y. Tsuchiya, T. Kawabata, Y. Ikegawa, G. Kurisu, H. Nakamura

EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS　46　S274-S274　2017年7月

ISSN： 0175-7571

eISSN： 1432-1017
統合失調症発症に強い影響を及ぼす、頻度の低い稀な遺伝子変異を22q11.2欠失領域に存在するミエリン関連遺伝子のRTN4Rに同定した

木村大樹, 尾崎紀夫, 藤田幸, 川端猛, 石塚佳奈子, Wang Chenyao, 岩山佳美, 岡久祐子, 久島周, 森川真子, 宇野洋太, 岡田俊, 森大輔, 池田匡志, 稲田俊也, Aleksic Branko, 吉川武男, 岩田仲生, 中村春木, 山下俊英

精神神経学雑誌　(2017特別号)　S622-S622　2017年6月
出版者・発行元： (公社)日本精神神経学会
ISSN： 0033-2658
Searching and viewing hybrid structure data

Hirofumi Suzuki, Gert-Jan Bekker, Takeshi Kawabata, Genji Kurisu, Haruki Nakamura

ACTA CRYSTALLOGRAPHICA A-FOUNDATION AND ADVANCES　73　C974-C974　2017年

DOI： 10.1107/S2053273317086004 　

ISSN： 2053-2733
Omokage Search and Gmfit: Shape Similarity Search and Superposition among Models and Maps

Takeshi Kawabata, Hirofumi Suzuki, Haruki Nakamura

BIOPHYSICAL JOURNAL　110　(3)　157A-157A　2016年2月

ISSN： 0006-3495

eISSN： 1542-0086
EMDB,PDB,SASBDB中の多階層構造データを対象としたウェブベースのサービス

SUZUKI Hirofumi, SUZUKI Hirofumi, KAWABATA Takeshi, BEKKER Gert-Jan, BEKKER Gert-Jan, NAKAMURA Haruki, NAKAMURA Haruki

生物物理(Web)　56　(Supplement 1-2)　2016年

ISSN： 1347-4219
A Comparison of 3D Conformations of Endothelin-1 Analogs to Find the Pharmacophore Model Required for Endothelin Receptor Ligand Activity

M. A. Benson, Takeshi Kawabata, Narutoshi Kamiya, Haruki Nakamura

BIOPHYSICAL JOURNAL　106　(2)　479A-479A　2014年1月

ISSN： 0006-3495

eISSN： 1542-0086
Homcos : A Server to Search and Model 3D Structures of Protein-Protein and Compound-Protein Complexes

Takeshi Kawabata, Haruki Nakamura, Akira Kinjo

BIOPHYSICAL JOURNAL　106　(2)　207A-207A　2014年1月

ISSN： 0006-3495

eISSN： 1542-0086
Comparison of two polyester-degrading enzymes from Thermobifida alba AHK119

Fusako Kawai, Uschara Thumarat, Kengo Kitadokoro, Naoki Tanaka, Takeshi Kawabata

ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　244　2012年8月

ISSN： 0065-7727
Electrostatic discrimination between adenine- and guanine-specific binding sites in proteins

G Basu, D Sivanesan, T Kawabata, N Go

PROTEIN SCIENCE　13　75-75　2004年8月

ISSN： 0961-8368

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書籍等出版物 6

実験医学増刊 Vol.40 No.17 バイオDBとウェブツールラボで使える最新70選〜知る・学ぶ・使う、バイオDX時代の羅針盤

小野, 浩雅

羊土社　2022年10月24日

ISBN: 4758104069
バイオインフォマティクス入門第2版

日本バイオインフォマティクス学会

慶應義塾大学出版会　2021年12月17日

ISBN: 4766427912
よくわかるバイオインフォマティクス入門 (KS生命科学専門書)

岩部直之, 川端猛, 浜田道昭, 門田幸二, 須山幹太, 光山統泰, 黒川顕, 森宙史, 東光一, 吉沢明康, 片山俊明

講談社　2018年11月19日

ISBN: 4065138213
見てわかる構造生命科学: 生命科学研究へのタンパク質構造の利用

中村, 春木, 川端, 猛, 鷹野, 優, 鈴木, 博文, 緒方, 一博, 椎名, 政昭, 笠原, 浩太, 寒川, 剛, 大島, 勘二, 神谷, 成敏

化学同人　2014年4月3日

ISBN: 4759815775
タンパク質の立体構造入門――基礎から構造バイオインフォマティクスへ (KS生命科学専門書)

藤, 博幸, 太田, 元規, 川端, 猛, 木下, 賢吾, 白井, 剛, 諏訪, 牧子, 高田, 彰二, 高橋, 聡, 廣明, 秀一, 真柳, 浩太, 倭, 剛久, 由良, 敬

講談社　2010年11月25日

ISBN: 4061538810
はじめてのバイオインフォマティクス (KS生命科学専門書)

藤, 博幸, 講談社サイエンティフィク

講談社　2006年12月18日

ISBN: 4061538624

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共同研究・競争的資金等の研究課題 8

立体構造検索とグラフニューラルネットワークによる結合分子と結合立体構造予測

川端猛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2024年4月～ 2027年3月
混合正規分布を用いた電顕密度マップからのマルチスケール原子モデル構築法の開発

川端猛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Osaka University

2017年4月1日～ 2021年3月31日

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低温電子顕微鏡による近原子レベルの解像度の３次元密度マップを基にした、様々な原子モデルの構築手法を、混合正規分布モデル(GMM)を用いた分子表現を利用して開発した。まず、分子、マップをその大きさが保存されるように変換できる「ガウス関数入力型GMM法」、「ダウンサンプルガウス関数法」を開発した。また、巨大複合体の空洞の同定に有効な「空洞ポケット (cave pocket)」を同定する算法もモルフォロジーを使って開発した。また、複数サブユニットの原子モデルをマップの一部に重ね合わせる場合に有効な「マスク付きセグメンテーション&フィッティング法」の開発も行った。
混合正規分布モデルを用いた低解像度密度マップ・原子モデルの重ね合わせ比較法の開発

川端猛, 鈴木博文

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Osaka University

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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電子顕微鏡による３次元密度マップは生体高分子の構造に関する重要な情報を含んでいる。これらのデータを活用するため、密度マップや原子モデルを問い合わせとして、データベース内の類似したマップやモデルを検索するWEBサービス「Omokage検索」を開発した。検索は、3D代表点の距離を変換した特徴量を用いて行う。マップやモデルの立体重ね合わせもWEBで可能であり、この重ね合わせには混合正規分布モデル(GMM)による形状近似表現を用いた。GMMへの変換を安定かつ高速に行うため、「ガウス関数入力型GMM」を開発した。複数の原子モデルを密度マップに重ねる方法やマップ内のへリックスを認識する方法の開発も進めた。
複合体立体構造データを利用した標的蛋白質に結合する化合物群の探索法開発

川端猛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

2010年～ 2012年

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結合化合物の2D構造の比較から原子の1対1対応を計算するプログラムkcombuの開発を行った。この方法は最大共通部分構造(MCS)という古典的なアイデアに基づいているが、組み上げ法という高速な近似解法を採用したこと、連結・非連結MCSのほか、より実際の対応に近いTD-MCS(トポロジー距離拘束付き非連結MCS)の計算を実装したことに新規性がある。さらに、このプログラムを用いて、鋳型利用式の立体構造予測法の開発を行った。また、同族蛋白質の異なる化合物の複合体立体構造から、結合化合物の族に共通する特徴、各蛋白質に個別の特徴に関する調査も行った。
分子間相互作用予測を目指したタンパク質複合体結合部位の幾何形状解析

川端猛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Nara Institute of Science and Technology

2007年～ 2008年

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単体の蛋白質の立体構造データから結合する分子の種類、結合する場所を予測することを最終目標として研究を進め、蛋白質表面の結合部位の候補を認識するプログラムGHECOMを開発した。このプログラムはモルフォロジーという画像処理技術を使用し、様々な深さのマルチスケールなポケットを同時に認識することができ、その深さから結合する分子の種類などの情報を推定できる。プログラムはフリーウエアとして一般公開している。
タンパク質立体構造データベースに基づく分子間相互作用の解析

川端猛

2004年～ 2004年

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本研究は、豊富なタンパク質立体構造データベースを生かして、タンパク質間およびタンパク質-低分子間の結合(相互作用)を理解し、相互作用が未知のタンパク質について立体構造からその機能を予測することを最終目的とする。本年度は既知の複合体の立体構造データから相互作用部位の幾何学的特徴解析と蛋白質複合体のホモロジーモデリングを中心に行った。幾何学的特徴として凹形状を検出するアルゴリズムの開発を進めた。このアルゴリズムはまず小さなプローブ球と大きなプローブ球を蛋白質表面に多数置き、大きなプローブ球が接触できない小さなプローブ球の集合をポケットと定義した。プローブ球は蛋白質の3つの原子と接するように置く。今年度はプローブ生成の方法に改良を加え、計算時間がプローブ球の大きさに依存しない高速なアルゴリズムを開発した。検出された凹部位は実際の低分子結合部位と有意な相関があった。この成果は現在、論文準備中である。また、蛋白質間相互作用については、単純な幾何特徴だけでは予測は難しいため、複合体のホモロジーモデリングの可能性を模索した。まず、相互作用が進化的にどの程度保存するか検討したところ、ヘテロ複合体は同一残基率40%程度であれば比較的高い精度で予測できることがわかった。ホモ複合体は結晶のコンタクトの影響もあり、より不安定な予測になることがわかった。現在、これらの知見を酵母の全蛋白質に適用し、複合体をモデリングから新規の相互作用の予測することを試みている。また、相互作用以外に、基本的なホモロジーモデリングのフォールド認識の過程を2次構造予測を用いて感度を上げる試みも行った。この成果はProtein Engineering Design and Selection誌に出版された。また、構造比較サーバMATRASの維持作業も継続して行い、その紹介記事が「生物物理」誌に出版された。
立体構造比較によるタンパク質機能解析用データベースの開発

川端猛

2003年～ 2003年

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本研究の目的は、膨大なタンパク質の立体構造の情報をその分子機能の理解や推定に役立てるような手法とデータベースを開発することである。研究代表者は昨年度から立体構造比較サーバMATRASの開発を進めており、今年度も一層の機能の拡充を行った。立体構造比較は、構造から機能を推定するための最も基本的な方法であり、特に構造ゲノム科学の枠組みにおいて構造比較サーバを維持することの重要性は高い。今年度、開発したMATRASサーバの詳細をNucleic Acids Research誌に発表した結果、構造比較サーバの一つとして国際的にも認知されつつあり、現在、国内外から多くの検索依頼がある。さらに今年度は、構造から分子機能を理解するための次の3つの研究開発を行った。一つは、構造未知のアミノ酸配列から立体構造予測を行う方法の整備である。MATRASに配列比較の機能を追加したほか、2次構造予測を利用したPSI-BLASTの改良についても研究を行った。もう一つは、タンパク質間相互作用の相互作用サイトの予測の試みである。複合体の立体構造を決定することは一般に困難であるため、単量体の立体構造からその相互作用を予測する試みは重要である。まず、既知の複合体の相互作用サイトのアミノ酸分布の統計からシンプルなスコアを導出し、それを用いた単量体の相互作用サイトの予測法を行った。最後に、タンパク質表面のポケット部を認識するためのアルゴリズムの開発を行った。低分子を結合するタンパク質表面の多くは凹状のポケット型をしており、こうしたポケットを自動的に認識するプログラムは、低分子結合部位を推定する際に有用であると考えている。今後は、これら開発中の手法をより改良し、最終的にはMATRASサーバに統合して、機能推定のためのより高機能のサーバ・データベースを作成しようと考えている。
立体構造を中心とした統合タンパク質データベースの開発

川端猛

2002年～ 2002年

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本研究は、タンパク質の立体構造のデータを比較・分類し、さらにそれに関する配列データ等をリンクすることで、統合された有効なデータベースを作成することを目的とした。本年度は、まず、申請者が以前に開発した立体構造比較プログラム"Matras"を用いた立体構造比較をするWEBサーバ(http://biunit.aist-nara.ac.jp/Matras/)を開設・維持する作業を中心に行なった。これはユーザーが立体構造のIDを入力、あるいは原子座標をアップロードすることで、ペアワイズ・マルチプルの立体構造比較、さらには構造既知のライブラリに対する類似構造検索を行なうことができるサーバである。ペアワイズ、マルチプルの構造比較ではリアルタイムに結果が返答される。構造ライブラリ検索は20〜30分の計算時間がかかるため電子メールで結果を送信する形式を採用している。対象の構造ライブラリは週に一度更新される。このサーバは昨年夏に一般公開され、現在では国内外から検索依頼が来るようになっている。こういった立体構造比較サーバは欧米では既にいくつか存在するが、国内では、我々の知る限り、唯一の実働している比較サーバであり、その存在価値は高いと信じている。さらに、一般の生物学者からの要望を受けてアミノ酸配列からの立体構造検索サービスの機能も追加した。このサーバについては"Nucleic Acids Resarch"誌に投稿し審査中である。この立体構造比較Webサーバを中心として、様々な情報を取り込んでいくことで、より有用な統合データベースサーバを開発していくことを計画している。

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担当経験のある科目(授業) 1

構造バイオインフォマティクス基礎　東京大学大学院農学生命科学研究科

Works（作品等） 5

蛋白質複合体検索・モデリングサーバHOMCOS (https://homcos.pdbj.org)

川端猛

2016年8月～継続中

作品分類: Web サービス
電顕マップと原子モデルの重ね合わせサーバ: gmfit (https://pdbj.org/gmfit)

川端猛

2013年～継続中

作品分類: Web サービス
化合物構造比較サーバ: KCOMBU (https://pdbj.org/kcombu)

川端猛

2011年8月～継続中

作品分類: Web サービス
蛋白質表面のポケット形状同定サーバ: GHECOM (https://pdbj.org/ghecom)

川端猛

2010年～継続中

作品分類: Web サービス
立体構造比較サーバ MATRAS ( https://pdbj.org/matras/ )

川端猛

2003年7月1日～継続中

作品分類: Web サービス