Computational studies on non-enzymatic stereoinversion mechanisms of amino acid residues in proteins

蛋白质氨基酸残基非酶立体反转机制的计算研究

• 批准号: 19J23595
• 负责人: 仲吉 朝希
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Meijo 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J23595/
• 关键词: D-アミノ酸; 非酵素的反応; 量子化学計算; 分子動力学シミュレーション

令和二年度は、Asp残基の両末端をアセチル (Ac) 基およびメチルアミノ (Nme) 基でそれぞれキャップした分子 (Ac-Asp-Nme) を用い、立体反転中間体であるスクシンイミド (Suc) 中間体が形成されるまでの反応機構を量子化学計算によって解析した。計算の結果、水2分子が触媒として作用することによって実験データを再現する活性化エネルギーで進行することが示された。反応計算は真空中と水中における場合の両方を行った。両者の活性化エネルギーに大きな差は見られなかったが、反応様式においてはいくつか異なる点が見出された。また、Asp残基のC末端側にグリシン (Gly) 残基とアラニン (Ala) 残基を追加したジペプチドにおけるSuc形成機構についても解析を行った。前者の場合、活性化エネルギーはAc-Asp-Nmeを用いた場合と同等であったが、後者の場合、活性化エネルギーはAc-Asp-Nmeを用いた場合よりかなり高い値となった。後者の活性化エネルギーについては実験値と乖離しているため、今後追加検討を行い、実験データを再現する反応経路の特定を行う予定である。さらに、L-isoAsp, D-Asp含有ペプチドを基質として認識する酵素PIMT の基質認識機構の解析を試みた。L-isoAsp, D-Asp含有ペプチドをPIMTに対してドッキングし、得られた構造に対して分子動力学シミュレーションを行うことによって複合体の溶液構造を取得した。計算の結果、実験データを定性的に再現する結果を得ることができ、水素結合および疎水性接触の多寡がPIMTの基質認識や親和性に寄与することが示唆された。さらに、PIMTの基質とならないことが知られているL-Asp残基およびD-isoAsp残基についても同様の解析を行った結果、これらのペプチドとPIMTの間の水素結合および疎水性接触は基質ペプチドとPIMTの間水素結合および疎水性接触と比較して少なく、これらがL-Asp残基およびD-isoAsp残基がPIMTの基質とならない理由であると推定された。

In the second year, the terminal of Asp residue was determined by quantum chemical calculation. As a result of the calculation, the water 2 molecule acts as a catalyst and the activation process proceeds. The reverse calculation is carried out in vacuum and water. The activity of the person is very high, and the difference between the two is very high. The C-terminal side of Asp residues was added to the C-terminal side of Asp residues. In the former case, the activation of Ac-Asp-Nme is used in the same case, and in the latter case, the activation of Ac-Asp-Nme is used in the same case. The activation of the latter is determined by the specific behavior of the reverse circuit, which is discussed in the future. L-isoAsp, D-Asp contain the enzyme PIMT and the enzyme PIMT. L-isoAsp, D-Asp contains PIMT, and the structure of the complex is obtained by molecular dynamics. The results of the calculation, the qualitative reproduction of the results, the amount of water binding and the amount of water contact, and the substrate recognition affinity of the PIMT were obtained. In addition, the matrix of PIMT was determined by the analysis of L-Asp residues and D-isoAsp residues. The results showed that the matrix of PIMT was determined by the analysis of L-Asp residues and D-isoAsp residues.

项目成果

N末端におけるL-アスパラギン酸残基の非酵素的スクシンイミド形成機構の量子化学計算

N端L-天冬氨酸残基非酶促琥珀酰亚胺形成机理的量子化学计算

• 发表时间: 2021
• 作者: 榊原健人;仲吉朝希;加藤紘一;栗本英治;小田彰史
• 通讯作者: 小田彰史

分子動力学シミュレーションによる野生型および変異型CYP2A13の立体構造の推定

通过分子动力学模拟估计野生型和突变型CYP2A13的三维结构

• 发表时间: 2020
• 作者: 日置翔;仲吉朝希;加藤紘一;平塚真弘;栗本英治;小田彰史
• 通讯作者: 小田彰史

αA-クリスタリンペプチドの立体配座がアスパラギン酸残基の異性化速度に及ぼす影響についての計算化学的研究

αA-晶状体蛋白肽构象对天冬氨酸残基异构化率影响的计算化学研究

• 发表时间: 2019
• 作者: 仲吉朝希;加藤紘一;栗本英治;小田彰史
• 通讯作者: 小田彰史

Functional Assessment of 12 Rare Allelic CYP2C9 Variants Identified in a Population of 4773 Japanese Individuals.

• DOI: 10.3390/jpm11020094
• 发表时间: 2021-02-02
• 期刊: Journal of personalized medicine
• 作者: Kumondai M;Ito A;Gutiérrez Rico EM;Hishinuma E;Ueda A;Saito S;Nakayoshi T;Oda A;Tadaka S;Kinoshita K;Maekawa M;Mano N;Hirasawa N;Hiratsuka M
• 通讯作者: Hiratsuka M

(S)-Erypoegin K, an isoflavone isolated from Erythrina poeppigiana, is a novel inhibitor of topoisomerase IIα: Induction of G2 phase arrest in human gastric cancer cells

(S)-Erypoegin K 是一种从 Erythrina poeppigiana 中分离出来的异黄酮，是一种新型拓扑异构酶 IIα 抑制剂：诱导人胃癌细胞 G2 期停滞

• DOI: 10.1016/j.bmc.2020.115904
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bioorganic & Medicinal Chemistry
• 影响因子: 3.5
• 作者: Hikita Kiyomi;Yamakage Yuko;Okunaga Honoka;Motoyama Yui;Matsuyama Haruka;Matsuoka Kenta;Murata Tomiyasu;Nakayoshi Tomoki;Oda Akifumi;Kato Kuniki;Tanaka Hitoshi;Asao Naoki;Dan Shingo;Kaneda Norio
• 通讯作者: Kaneda Norio