最終修正日
2025/1/1
高精度二次構造予測アルゴリズムを搭載するab initio タンパク質立体構造予測モデリングツール検証結果
予測された3D構造は対応するタンパク結晶構造を高精度に再現した（下図の重ね合わせ結果参照）。未公開の機械学習機能による本アルゴリズムの特徴はループあるいはランダムコイル領域を極めて精度よく再現するところにある。そのため、二次構造部分（へリックスおよびシート）が適切な空間配置をとって全体構造を再現している（これまでに以下の3例のみ検証しただけであるが、すべてのケースで良好な結果となった。また、予測3D構造は構造最適化など一切適用していないため、さらなる構造の改善が期待される）。
タンパク主鎖原子のφ、ψ値のみによる新規二次構造予測アルゴリズム
既知アルゴリズム（Chou-Fasmanやニューラルネットワークアルゴリズム等）と比較して非常に高い予測精度
2002年11月検証
独自開発高精度二次構造予測アルゴリズムおよびab initio 3Dモデリングアルゴリズムに基づくタンパク質立体構造予測技術はHomology Moldeing Professional for HyperChemのホモロジーモデリングプロフェッショナルモジュールプログラムに搭載されています。
高精度タンパク質二次構造予測プログラムはFasta形式のアミノ酸配列を入力ファイルとすることで単独で使用することができ、2001年にC++で開発し、機械学習機能を搭載しており、非常に高速です。2005年にリリースしたHomology Modeling Professional for HyperChem（HMHC）ソフトウエアに搭載されています。
本アルゴリズムは完全非公開です。ご興味のある方はご連絡ください。
AlphaFold2 vs Homology Modeling Professional for HyperChem（HMHC）
下図は、アミノ酸配列が報告されてから20年以上もファミリーも含めて立体構造が不明なタンパク質についてHomology Modeling Professional for HyperChem（HMHC）とAlphaFold2で立体構造を予測した結果です。
HMHC（2005年公開）はAlphaFold2（2021年公開）より16年も前に公開していますが、膜貫通部分のアラインメントは一致しており、HMHCとAlphaFold2から得られたホモロジーモデルは熱力学的に複数のコンフォメーションを採用すると予測される膜外ループ構造が異なる程度でした。
本蛋白質は立体構造未知のため、どちらのホモロジーモデルが正解に近いかは現時点では不明ですが、HMHCはAlphaFold2と同様のモデルを提供できます。HMHCは側鎖ロータマーや生体高分子に含まれる結晶水や低分子までも高精度にモデリングできる点でアドバンテージがあります。加えて、HMHCではヘテロダイマーなどの高次構造や核酸との複合体モデルなども簡単にモデリングでき、量子化学計算プログラムGaussian（ONIOM計算）や分子動力学シミュレーションプログラムNAMDともシームレスに連携できます。AlphaFold2で主鎖構造を予測しておき、HMHCで側鎖立体配座や全体構造を精密化するといった方法論も有効と考えられます。
Homology Modeling Professional for HyperChem（HMHC）についてはこちら。
HMHCを用いたホモロジーモデリングによる立体構造予測から立体構造精密化のチュートリアルはこちら。