放射光真空紫外円二色性による蛋白質の精密構造解析

利用同步加速器真空紫外圆二色性对蛋白质进行精确结构分析

• 批准号: 22870021
• 负责人: 松尾 光一
• 金额: $ 2万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22870021/
• 关键词: 放射光; 真空紫外; 円二色性; 蛋白質; アミロイド線維; バイオインフォマティクス; 分子動力学; 生体膜; ニューラルネットワーク法

今年度は,VUVCD分光法を分子動力学法(MD)やBioinformatics技術等の計算科学と組み合わせることで,アミロイド線維の構造解析や生体膜と結合した蛋白質の構造解析に応用した。(1)β_2-microglobulinペプチドのアミロイド線維の構造解析:アミロイド化したβ_2-microglobulin(β_2-m)の断片ペプチド(β_2-m_<21-29>)の構造を,VUVCDとGromacsを使用し解析した。β_2-m_<21-29>は,β-sheet構造特有のVUVCDスペクトルを示したが,二次構造解析からは,実測スペクトルは再現できず,二次構造以外のCD成分の存在が示唆された。これは,β_2-m_<21-29>スペクトルに側鎖由来のCDが大きく寄与するという昨年度のMDとCD理論から得られた結果を支持していた。また,ジスルフィド結合の有無及びsheet間の平行や逆平行・芳香族残基側鎖の環境を考慮し,β_2-m_<21-29>アミロイド線維構造をシミュレート(20ns)した結果,実測スペクトルに近い理論CDを得ることに成功した。(2)膜により誘起された蛋白質の溶液構造解析:天然変性蛋白質であるミエリン塩基性蛋白質(MBP)の生体膜存在下・非存在下でのVUVCDスペクトル測定を行い,MBPが生体膜との相互作用によりヘリックスリッチなスペクトルを示すことを確認した。また,VUVCD-NN法によるアミノ酸配列レベルでの二次構造解析から,生体膜相互作用により起こる構造変化を明確にした。現在,分子動力学を用いた構造解析の準備段階にある。これらの結果は、VUVCD・分子動力学・CD理論の組み合せ法が,これまで解析が困難であったアミロイド線維等の構造解析に有効であることを示し,またこの手法が,生体膜と結合した蛋白質の構造解析にも応用できることを示している。

This year,VUVCD spectroscopy, molecular dynamics (MD), Bioinformatics technology and other computational science and integration, such as the analysis of the structure of organic film and binding, protein structure analysis. (1)Structural analysis of β_2-microglobulin(β_2-m) fragments: structural analysis of β_2-microglobulin(β_2-m) <21-29>fragments, VUV CD and Gromacs. VUV CD components peculiar to β_2-m_<21-29>p,β-sheet structure are shown, secondary structure analysis is performed, and measured CD components are reproduced. CD components other than secondary structure are shown. The results support the theory of β_2-m_<21-29>s_t_s_t_s_s_t_s_t_ In consideration of the presence or absence of the bond and the environment of the parallel and antiparallel side locks between the sheets, the β_2-m_<21-29>c_c_ (2)Analysis of solution structure of membrane induced proteins: determination of VUVCD selection in the presence and absence of natural variable proteins (MBP) and biological membranes, identification of MBP interactions with biological membranes In addition, the VUVCD-NN method is used to analyze the secondary structure of the acid alignment, and the structural transformation of the biological membrane interaction is clearly defined. Now, molecular dynamics is used in the preparation of structural analysis. The results of VUVCD molecular dynamics theory are presented in this paper.

项目成果

Spectroscopic Characterization of Intermolecular Interaction of Amyloid β Promoted on GM1 Micelles.

• DOI: 10.4061/2011/925073
• 发表时间: 2010-12-28
• 期刊: International journal of Alzheimer's disease
• 作者: Yagi-Utsumi M;Matsuo K;Yanagisawa K;Gekko K;Kato K
• 通讯作者: Kato K

Structural Analysis of Methyl α, D-Glucopyranoside in Aqueous Solution by Vacuum-Ultraviolet Circular Dichroism Spectroscopy and Time-Dependent Density Functional Theory

真空紫外圆二色光谱和时变密度泛函理论分析水溶液中甲基α,D-吡喃葡萄糖苷的结构

• 发表时间: 2011
• 作者: 齋藤理恵;円谷健;藤井郁雄;杉山大輔;Jun-ichi Takahashi;円谷 健;長田聰史;円谷健;杉山大輔;Koichi Matsuo
• 通讯作者: Koichi Matsuo

Structural analysis of core fragment of β_2-microglobulin amyloid fibrils by vacuum-ultraviolet CD spectroscopy.

真空-紫外CD光谱法对β_2-微球蛋白淀粉样原纤维核心片段的结构分析。

• 发表时间: 2010
• 作者: K.Matsuo;H.Hiramatsu;K.Gekko;R.W.Woody
• 通讯作者: R.W.Woody

VUV-CD spectral analysis of PBAN (24-33)-NH_2 and -OH

PBAN(24-33)-NH_2和-OH的VUV-CD光谱分析

• 发表时间: 2011
• 期刊: HiSOR Activity Report
• 作者: Imai;K. S;Koichi Matsuo;古寺哲幸;K.Nagata
• 通讯作者: K.Nagata

Vacuum-ultraviolet circular dichroism of methyl a-D-glucopyranoside in aqueous solution investigated by time-dependent density functional theory

时间依赖性密度泛函理论研究甲基α-D-吡喃葡萄糖苷在水溶液中的真空紫外圆二色性

• 发表时间: 2011
• 作者: Yoshida Y;Kuroiwa H;Misumi O;Yoshida M;Ohnuma M;Fujiwara T;Yagisawa F;Hirooka S;Imoto Y;Matsushita K;Kawano S;Kuroiwa T;中川鉄馬;古寺哲幸;古寺哲幸;三角修己;Koichi Matsuo
• 通讯作者: Koichi Matsuo