GTOPとは?

Last update : Sep 16 2008

GTOPとは？
GTOPデータベースは、ゲノムにコードされる全タンパク質の配列データを解析した結果をまとめたデータベースです。国立遺伝学研究所の旧大量遺伝情報研究室で製作されました。配列相同性解析を主な手段として、立体構造の情報を積極的に利用していることが特徴です。
以下の方法を使って解析しています。
- 立体構造予測
  対PDBの配列相同性検索。Reverse PSI-BLASTを使用。
- 機能予測（ファミリー分類）
  よくアノテートされた配列データベース(Swissprot)に対する配列相同性解析。BLASTを使用。
- その他の解析
  - モチーフ解析(PROSITE)
  - ファミリー分類(Pfam)
  - 膜貫通ヘリックス予測(SOSUI)
  - コイルドコイル予測(Multicoil)
  - 繰り返し配列解析(RepAlign)
現時点で解析が終わっている種については Organismのページをご覧ください。

各ORFの解析結果の表示

Organismのページから遺伝子の解析結果へアクセスすることが出来ます。

遺伝子ごとに下のような画面が表示されます。これはヒトのENSG00000196876.3という遺伝子の場合の例です。 ( ENSG00000196876.3のページを見る)

画面上

先頭には生物種名(1)、GTOPで用いられる遺伝子名(2)、ゲノムプロジェクトにより
割り当てられたアノテーション(3)、Swiss-Protのエントリ(4)が記述してあります。

Homologs　GTOPで解析された生物種にホモログがあるか否かを示しています。 --- 5
   古細菌、真正細菌、真核生物、ウイルスの順にホモログの有る生物種の数が表示されています。
   表示内容は、[ホモログの有る生物種数]/[生物種総数]となっています。
   界名をクリックすると、各界ごとに生物種名とホモログのリストが表示されます。(ホモログリストのページを見る)

構造のアイコン --- 6
画面上の小さな構造のアイコンはこのタンパク質で予測された構造を表しています。アイコンのあとの数字はSCOPの分類番号です。

バー表示 --- 7
バー表示は次のような情報が表示されます。

SECSTR 予測された２次構造を表します。マジェンタがαヘリックス、黄色がβシートです。  --- A

PSIPRED: PSIPREDにより予測された二次構造。マジェンタがαヘリックス、黄色がβシートです。 --- B

DISOPRED:DISOPRED2により予測された天然変性領域。変性領域は灰色で表示されます。 --- C

BLT:PDB: BLASTによる対PDBに対するアライメント領域。	 --- D
       類似領域、PDBコード、Evalue、類似度が示されます。
       この例では、thrAのアミノ酸550-785残基が、PDBの1ebfAにヒットし、Evalueは2e-36、類似度は%identityで36.8%、となっています。

RPS:PDB: Reverse PSI-BLASTによる対PDBに対するアライメント領域。  --- E
       類似領域、PDBコード、Evalue、類似度が示されます。

RPS:SCOP: Reverse PSI-BLASTによる対SCOPに対するアライメント領域。  --- F
       類似領域、PDBコード、Evalue、類似度が示されます。対PDBと異なりドメインごとの予測の情報を得ることができます。

HMM:SCOP：HMMerによるSCOPに対するアライメント領域 --- G
　　　　類似領域、PDBコード、SCOPコード、SCOPファミリーのゲノムでの分布（＊をクリックで表示）、Evalue、類似度が表示される。

RPS:PFAM: Reverse PSI-BLASTによる対PFAMに対するアライメント領域。  --- H
       類似領域、PFAMコード、PFAMのDescription、Evalue、類似度が示されます。

HMM:PFAM：HMMerによるPFAMに対するアライメント領域 --- I
　　　　類似領域、PFAMコード、PFAMドメインのゲノムでの分布（＊をクリックで表示）、PFAM名、Evalue、類似度、類似領域長／PFAMドメイン長が表示される。

BLT:SWISS: BLASTによる対SWISSPROTに対するアライメント領域。  --- J
       類似領域、SWISSPROTコード、Evalue、類似度が示されます。

PROS: ProSiteモチーフの見られる領域です。  --- K
       ProSiteのホームページでモチーフの情報を見ることができます。

REPEAT: 繰り返し配列が現れる領域です。  --- L
       
TM: SOSUIで予測された膜貫通ヘリックス領域です。 --- M

COIL: coiled-coilが予測された領域を表示します。 --- N

SEG: SEGにより見つけられた、同じアミノ酸が連続するような配列複雑性の低い領域をあらわします。  --- O
       
EXONS: エクソンごとに緑・青で色分けされ表示される。 --- P

画面下

Function: Gene Ontologyによる機能分類が表示されます。 --- 8

SeqInfo: バー表示をアミノ酸配列上に表示します --- 9

AminoSeq: FASTA形式のアミノ酸配列が表示されます --- 10

See neighbor genes: ゲノム上前後にあるORFのリストが表示されます。オペロン構造などを考える上で便利です。 --- 11

Link to: 他のデータベースへのリンクです。 --- 12

Abbreviation: このページで使用される略号の説明です。略号はマスターファイル（以下参照）のヘッダと共通です。 --- 13

予測された立体構造の表示
予測されたPDBコード、例えば上図の1ebfA をクリックすると、以下のような構造とのアライメントを見ることができます (1ebfAのアライメントを見る)。さらにそれらの立体構造を表示させるには３つの方法(画像、Chime-plugin、rasmol) の３つの方法があます。画面上のアイコン、[3D(image)]、[3d(Chime-plugin)]、[3D(rasmol)]で表示できます。Chime-pluginとrasmolについてはお使いのブラウザを設定する必要があります。この設定の詳細については「立体構造を表示する方法」のページをご覧ください。

遺伝子がいくつかのエクソンから成り立っている場合、アライメント上にエクソン毎に色分けされたマーキングを表示できます。

[Exon Display ON]の状態で立体構造を表示させると、マーキングと同じ配色を立体構造に施します。
マスターファイル GTOPでは、検索結果の集約情報をファイルにまとめています。このファイルはマスターファイルと呼ばれ、結果のグラフ表示の下に表示されます。マスターファイルの詳しい説明は、What is master file ?をご覧ください。
検索マスターファイルの項目に対する検索が行えます。検索項目は遺伝子名やコメント等の全ての項目が対象となります。検索は全ての生物種に対する検索のほか、古細菌、真正細菌、真核生物、ウイルスのみに対する検索やある生物種のみに対する検索が行えます。クエリーは3つまで指定が行えます。各クエリーはAND条件で繋がってますので、絞込みを行いたい場合にご利用ください。

また、これ以外にも下記の4つの検索が可能です。
1. 拡張版キーワードサーチ
  検索を行う対象の生物種を細かく指定することが出来ます。
2. ファミリーランキング
  各生物種ごとに、SCOP,Pfam, ProSite, Membraneなどによる蛋白質のファミリを多い順に表示することができます。大まかににゲノムの構成要素の特徴をつかみたいときに便利です。
3. 配列ホモロジー検索
  アミノ酸配列を入力して、GTOP内のタンパク質配列に対して配列検索を行うことができます。
4. 配列テキスト検索
  アミノ酸配列を入力して、GTOP内のタンパク質配列の部位に対して完全一致する配列を検索することができます。
まとめのページ
ゲノム全体の各種の統計データをまとめたまとめのページを見ていただくと、全てのタンパク質のリスト、Reverse PSI-BLASTで新たに構造予測されたタンパク質のリスト、予測構造のSCOPファミリーのランキング、 ProSiteモチーフのランキング、 Pfamファミリーのランキングなどを見ることができます。これらには対応する遺伝子のページへのリンクが貼ってあります。
その他
- 「立体構造を表示する方法」
- GTOPで使用しているプログラム/データベースの参考文献
- Swissprotの各配列を「機能既知」・「機能未知」に操作的に分類する方法については How to assign function tag?をご覧ください。
- 立体構造をブラウザ内で表示するための方法

○GTOPに関する質問・コメントはにお寄せください。

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