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Theoretical study of the aggregation inhibition process of polyglutamine peptide by arginine

精氨酸抑制聚谷氨酰胺肽聚集过程的理论研究

基本信息

批准号：
21K15059
负责人：
谷本勝一
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences (2022)Institute for Molecular Science (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、神経変性疾患の一つであるポリグルタミン病を引き起こすポリグルタミンタンパク質(polyQ)の凝集をアルギニンが阻害するメカニズム、及びアミノ酸の中でアルギニンだけがpolyQに対する凝集阻害効果をもつ要因を、理論的に解明することを目的としている。2022年度は2021年度に引き続いて、polyQのモノマーに対するアルギニンの凝集阻害効果のメカニズムの解明に向けたシミュレーション研究に取り組んだ。系として、1.polyQのモノマーのみを含む水溶液系、2.polyQのモノマーの周囲にアルギニンを多数配置した水溶液系、3.polyQのモノマーの周囲にリジンを多数配置した水溶液系の三種類作成し、分子動力学シミュレーションを実行して、得られたトラジェクトリを解析した。シミュレーション手法として、拡張アンサンブル法の一つであるレプリカ置換法を適用した。分子内βシート構造の形成確率を計算したところ、対象とした三種類の水溶液系の間に明確な差は見られなかった。一方で、polyQと接触するアルギニンまたはリジンの個数を計算した結果、リジンよりもアルギニンの方がpolyQと接触する個数が多いことが分かった。この結果は、アルギニンは他のアミノ酸よりもpolyQの近傍に多く存在することでpolyQのモノマーが他のモノマーと相互作用するのを防ぎ、凝集を阻害していることを示唆している。さらに、polyQとアルギニンまたはリジンとの間に形成される水素結合について解析したところ、アルギニンの方がリジンよりも多くの水素結合をpolyQとの間で形成し、なおかつ、二つのアミノ酸の側鎖の構造の違いが水素結合の数の差に大きく影響を及ぼしていることが明らかとなった。以上のことから、アミノ酸の中でアルギニンだけがpolyQに対する凝集阻害効果をもつ要因を明らかにした。

In this study, patients with sexual disorders (polyQ) were induced to have sexual disorders. The purpose of this study was to understand the effects of agglutination, the purpose of agglutination, and the effects of agglutination. In 2022, in the year 2021, the study was conducted in the context of the study on the prevention of agglutination in 2021. There are three types of aqueous solution systems, namely, molecular dynamics, and so on. The results show that there are three types of aqueous solution systems, namely, the aqueous solution system, the aqueous solution system, the water solution system, the 2.polyQ solution system, the water solution system, the temperature, the temperature and the temperature. I don't know what to do. I don't know how to use the method. The accuracy of the formation of intramolecular β-phenylethanes is calculated, and the aqueous solution systems, such as the ternary system, are very clear. One party, the number of polyQ contacts, the number of contacts, the results of calculation, the number of contacts of polyQ, the number of contacts, the number of contacts. The results showed that there was a significant increase in the presence of polyQ in the vicinity of the polyQ. The interaction between them showed that there was a significant increase in the number of antibodies. In this paper, the results are as follows: in this paper, the results show that the water content is different from that in the polyQ area. in this paper, the results are as follows: in this paper, the results show that the water content in this paper is different from that in the control group. in this paper, the results are as follows: in this paper, the results show that the water content in this paper is different from that in the control group. in this paper, the results show that the difference between the water content and the temperature difference is very high. The reason for this is that there is no significant difference between the two groups in terms of agglutination, polyQ, agglutination and inhibition.