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Theoretical Elucidation of the Adaptation Mechanism in Molecular Motors and Its Application to Advanced Function Design

分子马达适应机制的理论阐明及其在高级功能设计中的应用

基本信息

批准号：
22KJ0505
负责人：
久保進太郎
金额：
$ 2.33万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0505/
关键词：
キネシンダイニン分子動力学計算分子モーター一分子計測

项目摘要

ダイニンの微小管上での挙動について、分子動力学計算を用いてシミュレーションを行い、その特徴的な運動をアミノ酸粒度で明らかにした。キネシンのモータードメイン単体がアミノ酸数５００程度なのに対して、３０００以上のサイズを持つダイニンの運動機構を先に計算したことによって、残された時間でキネシンの運動を計算することが容易となった。微小管の全てを一気に扱うのは計算コストの観点から困難なため、計算にはアルファーベータチューブリンダイマーを4組、それを４列ぶん配置した微小管シートをモデリングし、計算を実行した。ダイニンの運動にはダイニン単体の構造変化はもちろん、ダイニン間の相互作用や、ダイニンと微小管の間の相互作用も重要な影響を及ぼすことが容易に考えられる。そこで、微小管の表面に幾つかの翻訳後修飾をマッピングし、その影響についても確認した。さらに、高機能化デザインに向けて、当初の予定では重要だと思われる残基に点変異をアミノ酸の種類全てについて行う理論的なスクリーニングを用いて取り組む予定だった。もちろん、これは引き続き実行予定ではあるが、並行して分子モーターの高機能化を目的としたニューラルネットワークの作成にも取り組み始めている。この取り組みにより実現されるエージェントはダイニンやキネシンといった歩行運動を行う分子モーターだけでなく、FoF1 ATPaseやヘリケース、RNAポリメラーゼといったさまざまな分子モーターへの適用可能性を秘めている。

In the case of micro-tubes, molecular dynamics calculations are used to calculate the motion of micro-tubes, and the motion of micro-tubes is used to calculate the particle size of micro-tubes. For example, if the number of users is 500, the number of users is 3000 or more, and the number of users is 3000 or more, the number of users is 500 or more. The micro-tubes are arranged in four columns, and the calculation is carried out in four columns. The structural changes of a single body in the motion of a single body are important for the interaction between particles and small tubes, and are easy to examine. The surface of the micro tube is decorated with a few twists and turns, and the influence is confirmed. In addition, high functional groups are selected according to their initial requirements. For example, if you want to create a new product, you can create a new product. This is the first time that the group has been selected for the purpose of studying the possibility of molecular activity, FoF1 ATPase activity, RNA activity, and molecular activity.