蛋白質機能発現のダイナミカルモデリング

蛋白质功能表达的动态建模

• 批准号: 14015212
• 负责人: 笹井 理生
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14015212/
• 关键词: エネルギーランドスケープ; 蛋白質フォールディング; 粗視化された分子動力学モデル; 蛋白質の水和構造; 統計力学的モデル

本研究では、蛋白質の構造変化のダイナミクスを理解することが機能分析の鍵を握ると考え、ナノ秒-マイクロ秒-ミリ秒の階層的時間スケールでのダイナミクスを系統的に扱い、機能解析、予測への方法論を構築することを目的としていた。とりわけ、構造変形の合理的な自由エネルギー曲面のモデルを構築し、この曲面上の運動を分析、分類することにより機能を解析するアプローチを重視した。上述の目的を達成するため、粗視化された分子動力学計算法の開発に重点を置いた研究を実施した。すなわち、側鎖の自由度を無視してα炭素、あるいはβ炭素のみを考え、複数の結晶構造や中間体がエネルギー極小となるようにポテンシャルを設計し、分子動力学シミュレーションを実行した。この方法により、βシートを含む数10残基程度の大きさの蛋白質のフォールディング過程をシミュレートすることが可能となった。この方法をとくに、アクトミオシン系に適用し機能発現の機構を説明するためのモデルの開発が続けられ、機能発現に際してのエネルギーランドスケープの構築が進んだ。また、上述の粗視化された分子動力学計算法に加えて、統計力学的モデルを用いて自由エネルギー面のモデルを構築する研究が行われ、PYPなどシグナル伝達蛋白質について部分的なunfolding-refoldingや大規模変形と機能の相関を示すための方法の開発が進められた。さらに、蛋白質の周囲の水和構造のダイナミカルな変化が機能発現に及ぼす影響を探るため、水および水溶液の分子動力学計算が行われ、蛋白質の水和を解析する新しい統計的方法について研究が行われた。

The purpose of this study is to improve the performance of the system in terms of the performance of the system, and the accuracy of the system. In order to make a reasonable shape, the free surface, the dynamic analysis on the surface, and the classification of the machine can be used to analyze the data. The purpose of the above-mentioned purpose is to develop the molecular dynamical calculation algorithm and to focus on the research and implementation of molecular dynamics. No attention has been paid to the determination of α-carbon, β-carbon, complex number analysis, and molecular dynamics analysis. The method and β-amino acid contain a number of 10 residues. The results show that there are significant differences in the process of protein metabolism. In the system, the system can verify that the organization can make sure that it is necessary to do so, and that the machine can realize that it is possible to improve the performance of the system. The above-mentioned rough molecular dynamics algorithms are used to calculate the molecular dynamics, and the statistical mechanics are used in the study of the unfolding-refolding large-scale model in the part of the unfolding-refolding large-scale model. The results show that the unfolding-refolding large-scale model can improve the performance of the system. It is possible to detect and analyze the molecular dynamics of water in water and protein solution. the method of statistical analysis of the new data, the method of statistical analysis of the molecular dynamics of water, protein, water, protein, protein, water, protein, water, protein,

项目成果

T.N.sasaki, M.sasai: "Correlation Between the Conformation Space and the Sequence Space of Peptide Chain"J. Biol. Phys. 28・3. 483-492 (2002)

T.N.sasaki、M.sasai：“肽链的构象空间与序列空间的相关性”J. Biol. 28・3 (2002)。

T.P.Terada, M.Sasai, T.Yomo: "Conformational Change of Actomyosin Complex Drives the Multiple Stepping Movement"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99・14. 9202-9206 (2002)

T.P.Terada、M.Sasai、T.Yomo：“肌动球蛋白复合物的构象变化驱动多步运动”，美国科学院院刊 99・14。

M.Sasai, P.G.Wolynes: "Stochastic Gene Expression as a Many Body Problem"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100・5. 2374-2379 (2003)

M.Sasai，P.G.Wolynes：“随机基因表达作为多体问题”，美国科学院院刊，2374-2379。

笹井理生, 小松崎民樹, 戸田幹人: "ファネル談義"物性研究. 78・4. 475-509 (2002)

Rio Sasai，Tamiki Komatsuzaki，Mikito Toda：“漏斗讨论”物理性质研究78・4（2002）。

笹井理生, 寺田智樹: "分子進化とフォールディング機構"蛋白質・核酸・酵素. 47・6. 677-683 (2002)

Rio Sasai，Tomoki Terada：“分子进化和折叠机制”蛋白质、核酸和酶47・6（2002）。