クライオ電顕画像から蛋白質の動的構造を描写するための新規計算科学手法の確立と応用

（１）構築してきた三次元コンボリューション・フィルターを用いる水和構造予測ニューラル・ネットワークの概要と適用に関して、論文を投稿した。査読過程において、蛋白質ー低分子複合体における水和構造予測の有効性や、世界に現存する他の二つの水和構造予測ニューラル・ネットワークとの性能比較を要求され、これらへの対応を行った。その結果、本研究で開発した水和構造予測ニューラル・ネットワークが最高性能を持つことが明らかとなった。掲載受理後はプレスリリースを行い、新聞やインターネットなどで取り上げられた。（２）電子顕微鏡を用いた構造解析については、これまでの電子顕微鏡と分子動力学計算による蛋白質運動の自由エネルギー地形解析について総合報告を行った。グルタミン酸脱水素酵素と補酵素混合溶液に対するクライオ電子顕微鏡構造解析では、複数の補酵素結合部位が見出され、この結果得られた補酵素結合経路に関する論文を投稿した。査読過程で酵素反応実験を二回実施し、構造解析結果の補強を行った。また、今後の研究で必要となる補酵素の力場パラメーターを、水中の補酵素分子に対する分子動力学計算を通じて検討した。さらに、酵素蛋白質－補酵素－基質三者複合体の構造解析に成功するとともに、次年度に向けた点変異体三者複合体の電子顕微鏡観察も実施した。（３）光受容蛋白質phytochrome B、 phtototropin2の構造解析では、精製方法に改良を加えて、短時間でより凝集の少ない標品を得るプロトコルを考案した。また、SPring-8キャンパスにおいてこれら蛋白質を精製し、直後に電子顕微鏡観察やＸ線構造解析が行う体制を整え、実際に現地での精製に引き続き、Ｘ線小角散乱実験とクライオ電子顕微鏡観察を実施することができた。（４）Ｘ線回折イメージングにおいて開発してきた構造解析達成指標をクライオ電子顕微鏡解析に適用することを検討した。

（１）構築してきた三次元コンボリューション・フィルターを用いる水和構造予測ニューラル・ネットワークの概要と適用に関して、論文を投稿した。査読過程において、蛋白質ー低分子複合体における水和構造予測の有効性や、世界に現存する他の二つの水和構造予測ニューラル・ネットワークとの性能比較を要求され、これらへの対応を行った。その結果、本研究で開発した水和構造予測ニューラル・ネットワークが最高性能を持つことが明らかとなった。掲載受理後はプレスリリースを行い、新聞やインターネットなどで取り上げられた。（２）電子顕微鏡を用いた構造解析については、これまでの電子顕微鏡と分子動力学計算による蛋白質運動の自由エネルギー地形解析について総合報告を行った。グルタミン酸脱水素酵素と補酵素混合溶液に対するクライオ電子顕微鏡構造解析では、複数の補酵素結合部位が見出され、この結果得られた補酵素結合経路に関する論文を投稿した。査読過程で酵素反応実験を二回実施し、構造解析結果の補強を行った。また、今後の研究で必要となる補酵素の力場パラメーターを、水中の補酵素分子に対する分子動力学計算を通じて検討した。さらに、酵素蛋白質－補酵素－基質三者複合体の構造解析に成功するとともに、次年度に向けた点変異体三者複合体の電子顕微鏡観察も実施した。（３）光受容蛋白質phytochrome B、 phtototropin2の構造解析では、精製方法に改良を加えて、短時間でより凝集の少ない標品を得るプロトコルを考案した。また、SPring-8キャンパスにおいてこれら蛋白質を精製し、直後に電子顕微鏡観察やＸ線構造解析が行う体制を整え、実際に現地での精製に引き続き、Ｘ線小角散乱実験とクライオ電子顕微鏡観察を実施することができた。（４）Ｘ線回折イメージングにおいて開発してきた構造解析達成指標をクライオ電子顕微鏡解析に適用することを検討した。