1． はじめに
　近年のバイオサイエンス・ライフサイエンス重視の流れもあり，高等学校理科でも「理科総合A」に『生物のつくる物質』，「化学II」に『生命と物質』が導入されるなど，化学分野でも生体分子を扱う機会が一層増えるものと思われる。本研究室ではこれまでに，Protein Data Bank（PDB）¹⁾登録データを利用し，Webブラウザと分子表示プラグインのChime（MDL社）²⁾を用いて，3次元モデルをインタラクティブに参照できる生体高分子関連データ集を公開してきた^3-5)。ここでは，シグナル伝達やイオンチャネルなど生体内で重要な働きをしている膜タンパク質（αヘリックス型およびβバレル型）の分子構造の詳細を学べる教材集を公開したので報告する。

2． 膜タンパク質のWeb教材データ集の作成
　生物の細胞膜を貫通するなどしている膜タンパク質⁶⁾には，αヘリックス構造では代表的な7回膜貫通タイプやβシート構造から成るβバレル型など，特徴的な貫通部分を有するものや，アンカー等により膜と一定の相互作用を示すものなど様々なタイプがある。特に膜貫通タイプは，脂質二分子膜の膜厚に相当する長さの疎水性部分を持つことで親和性を獲得し，その上で細胞内外の多様な情報伝達を担ったり水分子やイオンの能動輸送に関わるなど，生命活動の維持に不可欠な働きに即した構造を有しており，タンパク質の構造と性質の関係を学ぶ上で興味が尽きないものばかりである。
　そこで，αヘリックス型の膜貫通タンパク質PDBデータ集⁷⁾（図1が表示例）とβバレル型膜タンパク質データ集⁸⁾（図2）を作成し，前者はSOSUI WWW Server⁹⁾で判別される膜貫通部分，後者ではPDB¹⁾のSequence Detailsページから参照できるProtein Dossier構造情報中のSS_PDB記載部分を抽出し，それぞれRasmolスクリプト記述によりボタンを押すだけで選択して表示変更を可能にした。これにより，バイオ関連の論文・雑誌等に出ているような説明用のカラー画像を容易に自作することができる。

図1　αヘリックス型膜貫通タンパク質PDBデータ集⁷⁾の表示例（2at9の場合；二次構造で膜貫通ヘリックスを濃色表示，リガンド等は空間充填表示）．

図2　βバレル型膜タンパク質データ集⁸⁾の表示例（1thqの場合；濃色表示はβシート部分）．

図3　SOSUI9)で求めたαヘリックス型膜貫通タンパク質⁷⁾の貫通部分の疎水性インデックスの平均値順に並べたグラフ．

参考文献・Webページ
 1) Protein Data Bank，http://www.rcsb.org/pdb/．
 2) MDL，http://www.mdli.com/jp/index.jsp．
 3) 本間善夫，日本コンピュータ化学会2002秋季年会講演要旨集，pp.68-69．
 4) 本間善夫，日本コンピュータ化学会2003秋季年会講演要旨集，pp.84-85．
 5) 陸美由紀・本間善夫，日本コンピュータ化学会2004秋季年会講演要旨集，講演番号1P06．
 6) 例えば，Bruce Alberts ほか著，中村桂子・松原謙一 監訳，「細胞の分子生物学 第4版」，pp.593-613，ニュートンプレス(2004)．
 7) 本間善夫，http://www.ecosci.jp/pdb/tmp1.html．
 8) 本間善夫，http://www.ecosci.jp/pdb/tmp_b1.html．
 9) 美宅成樹，http://sosui.proteome.bio.tuat.ac.jp/sosuiframe0.html．
10) 斉藤秀夫 ほか，http://hide.maruo.co.jp/software/hidemaru.html．
11) Kyte and Doolittle, J. Mol. Biol., 157, 105-132(1982) ．
12) 本間善夫，http://www.ecosci.jp/pdb/hm/macro_g1.html．
13) 本間善夫，http://www.ecosci.jp/pdb/r/．
14) The Nobel Prize in Chemistry 2003，http://www.nobel.se/chemistry/laureates/2003/public.html．

• 今回発表のデータ集全体のメニューは，膜タンパク質データ集メニュー です。
• 今回利用したSOSUI以外にも，膜貫通部分を予測するサイトはいくつかあり，そのうちの１つTMHMMを用いて比較した例については以下を参照。
  • PDBとSOSUI・TMHMMを利用した演習