Natural Vibration Analysis of membrane protein and applicability to micro-sensor

膜蛋白的自然振动分析及其在微传感器中的适用性

• 批准号: 25630076
• 负责人: MORISHITA Shin
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25630076/
• 关键词: 動的設計; タンパク質; 固有振動解析; マイクロセンサ; 機械工学; 機械力学・制御

Natural vibration analysis was conducted for a protein distributed on the surface of a cell as a sensor to get information around itself. The proteins sense mechanical stress, translate to the biochemical signal and response to the surrounding environment. The purpose of this research is to analyze dynamic characteristics of integrin by using FEM. Integrin is a kind of protein on the cell membrane, and has function as cell adhesion.The three-dimensional structure was modeled by a concentrated mass-spring system, and coordinates of each atoms were determined by protein database open to the public. The natural frequency and normal mode of integrin was calculated by the eigenvalue analysis in NASTRAN. The result showed that integrin had a wide range of natural frequency from several kHz to THz, and the corresponding natural modes, which revealed that one protein might sense wide range of frequency of vibration.

对分布在细胞表面的蛋白质作为传感器以获取其周围的信息进行了固有振动分析。这些蛋白质感知机械应力，转化为生化信号并对周围环境做出反应。本研究的目的是利用有限单元法分析整合素的动态特性。整合素是细胞膜上的一种蛋白质，具有细胞粘附的功能，其三维结构采用集中质量弹簧系统建模，各原子的坐标由公开的蛋白质数据库确定。利用NASTRAN中的特征值分析法计算了整联蛋白的固有频率和振型。结果表明，整合素具有从几kHz到THz的较宽的固有频率范围和相应的固有振动模式，揭示了一种蛋白质可以感知较宽的振动频率范围。

项目成果

細胞の力学センサとしての膜タンパク質の固有振動解析

膜蛋白作为细胞机械传感器的自然振动分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 永田稔;森下信
• 通讯作者: 森下信

スマートセンサとしてのタンパク質の固有振動解析

作为智能传感器的蛋白质自然振动分析

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本機械学会 機械力学計測制御部門講演会講演論文集
• 作者: Takeshi Mizuno;Yoichiro Hayashi;Yuji Ishino;Masaya Takasaki;飯田 啓介，水野 毅，髙﨑 正也，石野 裕二，原 正之，山口 大介;林 陽一郎，山口 大介，石野 裕二，原 正之，高崎 正也，水野 毅;ムハマド イザーン，石野 裕二，山口 大介，髙崎 正也，水野 毅;林 陽一郎，石野 裕二，髙崎 正也，水野 毅;永田稔，松井和己，森下信
• 通讯作者: 永田稔，松井和己，森下信