蛋白質分子認識過程における水和構造のダイナミクス

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1.グルタミン酸脱水素酵素のドメイン運動と水和構造変化高分解能X線結晶構造解析により、グルタミン酸脱水素酵素のドメイン運動のスナップショットの立体構造を水和水も含めて明らかにし、液中GDH六量体の分子動力学(MD)計算を実施した。また、原子間力顕微鏡(AFM)によるGDH結晶の表面構造観察して、ドメイン運動の頻度を見積もった。2.蛋白質のX線結晶構造解析と水和構造解析ブラストサイジンSデアミナーゼの結晶構造をその反応機構を追跡可能な、様々な反応中間状態で明らかにした。SPring-8のマイクロビームを用いて青色光受容蛋白質Phototoropin1,2 L0V1 ドメインの結晶構造解析を行った。いずれのドメインも結晶学的非対称単位中で二量体を形成しており、その安定化に水分子が大きく寄与していた。アリールマロン酸脱炭酸酵素(AMDase)の立体構造を実験室での重原子多重同型置換解析によって結晶構造を決定した。結晶学的非対称単位中に4分子が含まれ、それぞれが微妙にドメイン運動によって構造変化するとともに、活性ポケットの入り口にあるループがヘリックス-コイル変化をし、水和水や基質の出入りを妨げる可能性が示唆された。3.データベースを用いた蛋白質水和の研究水和構造予測プログラムの開発を行った。PDBに登録されている高分解能X線結晶構造解析による立体構造モデル座標から、親水性アミノ酸残基、極性原子周囲の水和構造を抽出し、各原子団周囲での経験的な分布確率密度を得た。これを利用して、任意の水溶性蛋白質の水和構造を予測するプログラムコードを開発した。また、抗体FVフラグメント高次構造決定因子を統計的に解析するためのプログラムコードを開発し、決定因子が重鎖の相補性決定領域3内の特定の領域にあることを見出すことができた。4.サブゼロ温度領域X線回折実験用結晶冷却装置の開発前年度からの開発を継続して行い、より冷却効率の高い熱交換器を搭載した。シタロン脱水酵素の置換体結晶を用いて、データ収集のための手技を検討中した。