膜脂質トランスポーターの動作原理の理論研究

膜脂转运蛋白工作原理的理论研究

基本信息

批准号：
19J23454
负责人：
村田隆
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究では、昨年度の研究によって必要性が提示されたPglK表面と基質との新たな相互作用部位の探索を行ないました。昨年度の研究までで、基質である糖鎖結合脂質の全原子力場用パラメータセットと構造モデルは作成していました。しかし、PglKについては、現状報告されている構造の情報は基質との相互作用状態を計算するには不十分でした。そのため、まず初めに、すでに得られているホモログについての構造情報を元にして、基質との相互作用状態のモデリングを行ないました。その後、作成したモデルを用いてPglK周辺での基質の分布傾向の段階的なサンプリングを行いました。探索の必要のあるコンフォメーション空間の膨大さを回避するために、PglK周辺での膜脂質のリン酸の分布を調べたのち、その情報を元にして糖鎖結合脂質のPglK 周辺での挙動のシミュレーションを行いました。結果として、PglKの細胞膜内側に位置するαヘリックスに基質頭部がトラップされる傾向があることを発見しました。また、昨年度に引き続いて、脂質膜中でのタンパク質の挙動を制御している足場タンパク質の複合体をシミュレーションするための、メソスケールの分子動力学モデルの開発を行ないました。こちらでは、従来のメソスケールモデルに見られた各相互作用ドメインでの結合価数の再現の難しさを克服するために、新しい相互作用ポテンシャルを開発しました。本年度は基本的なモデルの開発と実装が完了に至ったため、シンプルで人工的にデザインされたタンパク質による系をモデルとして挙動のテストを行ないました。結果として、新しいモデルが多数のタンパク質の相互作用によって生み出されるマクロな熱力学的性質をよく再現することが分かりました。この結果は、当モデルが実際の生物学的な系のダイナミクスの解析に適用可能であることを示唆していると考えています。

今年的研究搜索了PGLK表面和底物之间的新相互作用地点，这是去年的研究所必需的。直到去年的研究，我们为整个核场创建了一组参数和结构模型。但是，对于PGLK，结构信息的当前状态不足以计算与底物的相互作用状态。因此，首先，我们根据已经获得的同源物的结构信息对与底物进行了建模。然后，我们使用我们创建的模型对PGLK周围底物的分布趋势进行了逐步采样。为了避免需要搜索的巨大构象空间，我们研究了PGLK周围膜脂质中磷酸盐的分布，然后使用此信息模拟了PGLK周围糖基化脂质的行为。结果，我们发现底物头倾向于被PGLK细胞膜内的α螺旋捕获。此外，在去年之后，我们开发了一种中尺度分子动力学模型，以模拟控制脂质膜中蛋白质行为的支架蛋白的复合物。在这里，我们开发了一种新的相互作用潜力，以克服传统中尺度模型中每个相互作用域中的价值的难度。今年，基本模型的开发和实施已经完成，因此我们使用简单的，人工设计的蛋白质系统作为模型测试了行为。结果，我们发现新模型很好地复制了许多蛋白质相互作用产生的大流动性特性。我们认为，该结果表明我们的模型适用于分析实际生物系统的动态。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

多価の相互作用を持ったタンパク質による相分離解析のためのメソスケール分子動力学モデルの開発

开发用于多价相互作用蛋白质相分离分析的介观分子动力学模型

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
村田隆
通讯作者：
村田隆

Development of meso-scale molecular simulation model for phase separation by multivalent proteins

多价蛋白质相分离的介观分子模拟模型的开发

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
村田隆;高田彰二
通讯作者：
高田彰二

Mesoscale stoichiometric interaction model for simulating phase-separation of multivalent proteins

用于模拟多价蛋白质相分离的介观化学计量相互作用模型

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
村田隆;村田隆
通讯作者：
村田隆

メソスケールでの相分離のシミュレーションのための化学量論相互作用モデルの開発

开发用于模拟介观相分离的化学计量相互作用模型

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
村田隆;村田隆;村田隆
通讯作者：
村田隆

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多点走査共焦点ディスクによる2光子顕微鏡の時間空間解像度の向上と細胞分裂研究への応用

使用多点扫描共焦盘提高双光子显微镜的时间和空间分辨率及其在细胞分裂研究中的应用

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamamoto T.;Hasegawa T.;Sasaki M.;Hongo H.;Tsuboi K.;Shimizu T.;Ohta M.;Haraguchi M.;Takahata T.;Oda K.;Freitas PHL.;Takakura A.;Takao-Kawabata R.;Isogai Y.;Amizuka N.;村田隆
通讯作者：
村田隆