膜タンパク質の立体構造解析は機能の重要性から世界中で精力的に行われてい るが、膜タンパク質の場合、水溶性タンパク質とは異なり、生体膜という極め て疎水的な環境に存在するためタンパク質そのものを安定に抽出することが難 しくX線やNMRによる構造解析が困難な状況にある。一方、立体構造解析とは対 照的にアミノ酸配列の情報は、ヒトゲノム計画と相まって年々急増している。 よって膜タンパク質の立体構造をアミノ酸配列より予測することが可能になれ ば、機能の予測や新薬の開発、人工タンパク質の設計などに新たな知見を与え るものと考えられる。
膜タンパク質の立体構造を経験的に予測を行うにはいくつかの理由で困難があ る。第一に構造に関する経験的なテンプレートが少ない。第二に水溶性タンパ ク質で作られたパラメータがほとんど役に立たない。第三に構造が似ていると 考えられていた７本ヘリックスのバクテリオロドプシン（bR）とロドプシン （Rhodopsin）の構造もかなり大きな違いがあり、テンプレートの適応範囲が 小さいことがわかった。
これに対して膜タンパク質は物理化学的な予測には有利な性質を備えている。 すなわち、まず膜内へのアミノ酸残基の侵入には疎水性相互作用が、次に膜内 でのヘリックス構造形成には極性相互作用がかなり決定的な役割を果たすこと が実験的にわかっている。また構造的にも比較的単純でほぼ同じ長さのヘリッ クスが平行に束になっている。これらの利点は膜タンパク質の立体構造形成に 関する理論的研究の不利な条件を十分補うものと考えられる。
本研究のようなテーマは基本方針として３つのやり方が考えられる。アミノ酸 配列を純粋に文字配列と考えて、情報科学的アルゴリズムによって予測を行う もの、アミノ酸配列にある程度の物理化学的な情報を割り当てて経験的に予測 を行うもの、最後に物理化学的過程を学んで予測アルゴリズムを確立するとい うものである。経験的なテンプレートが少なく物理化学的には単純な膜タンパ ク質の立体構造予測には、３番目の方針で予測することが適切であると考えら れる。
本研究では計算機上で物理化学的相互作用の計算を基にして、膜タンパク質の 立体構造予測法を確立することを目的としている。但し、アミノ酸配列から最 終的な立体構造をまで予測することは開発時間がかかるので、ここでは、前半 部分である疎水性相互作用による膜タンパク質の判別と二次構造決定をできる だけ高精度に行うソフトウェアシステム「SOSUI」を開発し、インターネット （WWW）上で公開する。予測システムをインターネット（WWW）対応にすること により、従来のCD-ROMやディスクなどの媒体によるインストールは不要になり、 インターネットにつながった全ての生物学者が利用可能になる。