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反応中心自動更新法の開発と酵素反応への応用

自动反应中心更新方法的开发及其在酶促反应中的应用

基本信息

批准号：
21K04974
负责人：
鈴木机倫
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

酵素反応の高い基質特異性の起源を原子・分子レベルで解明するために、今年度は①基質-タンパク質の結合過程解析手法をIr置換P450変異体酵素へ応用、②原子核の量子性を考慮したラジカル反応解析へ応用した。①は、基質がタンパク質内部の反応中心へ至る結合過程経路を網羅探索することが可能となった。基質の配向や初期位置が異なることによって反応中心へ至る経路中のエネルギー障壁に差が生じることがわかった。従来のドッキングシミュレーションでは基質がタンパク質の反応中心に結合した構造のみを与えるが、本研究によって基質が反応中心に至る最適な経路を算出することが可能となった。②は数原子系の反応経路網羅探索を実施した。これまでに分子内反応における水素原子核の量子性の重要性が議論されてきたが、本検討によって分子間反応における原子核の重要性が示唆された。特に、水素原子がローミングする場合には核の量子性は小さく古典的に扱った場合と同様の結果が得られた。一方で、1-2シフトや協奏的に水素原子が結合の組み替えに関わる場合に、原子核の量子性の重要性が見られ、3~5 kcal mol-1程度反応障壁が低くなることがわかった。また、　原子核の量子性を考慮した酵素反応機構解析を行うためにマルチスケールシミュレーション法であるQM/MMプログラムの開発を実施した。QM領域およびMM領域を階層的に並列化(ノード内とノード間並列)させることによって高速に反応経路探索が実行できることを確認できた。

The origin of enzyme anti-homozygous homology, atomic and molecular molecular analysis, combined with the process analysis method of this year's 1-gene-high-level enzyme analysis, the use of P450 homogenate enzyme, and the use of 2-atomic quantum chemistry. 1. The basic information management system internal response center to combine the process network to explore the possibility of failure. The initial position of the base alignment is located in the middle of the road from the center of the road to the middle of the road. In this study, you can find out the possibility that you may have a problem from the center of anti-cancer to the center of anti-cancer. The two-digit atomic system is responsible for the exploration of the network. The intramolecular countermeasure of the nuclear quantum importance of hydrin is discussed, and the intermolecular countermeasure of the importance of the nucleus is instigated. In particular, water atoms are used to measure the quantum nature of the nuclear system. The classical quantum structure is the same as the result of the experiment. The combination of water atoms and atoms in one side and 1-2 kcal mol-1 coordination is used to replace the quantum properties of the nuclei, the importance of the quantum properties of the nuclei, and the barrier at the level of 3 to 5. A study of the quantum properties of nuclear and nuclear enzymes. The enzyme reaction mechanism has been analyzed and analyzed. The QM/MM has been analyzed by the enzyme reaction mechanism. In the field of QM, the parallelization (juxtaposition between internal and external computers) in the field of QM is used to explore the high-speed counter-traffic route of high-speed transportation.