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蛋白質モデル高分子における分子鎖と水との分子レベル相関の解明

阐明蛋白质模型聚合物中分子链和水之间的分子水平相关性

基本信息

批准号：
16041216
负责人：
玉井良則
金额：
$ 7.87万
依托单位：
University of Fukui
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

生命現象において極めて重要な役割を果たしている「生体分子」と「水」との相互作用の効果を系統的に調べるために,単純な繰り返し構造を持ったポリペプチドや合成高分子を蛋白質のモデル分子としてとりあげ,これらの水溶液について分子シミュレーションを行った。また,モデル分子に対して分光学実験などを行い,シミュレーションとの比較検討を進めた。以下に,概要を示す。1.これまで検討した分子に加え,ポリオキシエチレン(POE)およびポリグルタミン(PGLN)について検討を進めた。これらの水溶液について分子動力学(MD)シミュレーションを行い,水和構造に関して解析を行った。水分子を(1)高分子の親水基の周囲,(2)疎水基の周囲,および,(3)それ以外のバルク領域に分類し,それぞれの領域について,水素結合数分布,水素結合の寿命,配向緩和時間などを計算した。各親水基や疎水基が水の水素結合の構造やダイナミックスにおよぼす影響を明らかにした。また,PEOの高温における相分離挙動に関しても検討を進めた(玉井)。2.アミロイド線維のモデルとして,ポリグルタミン凝集体の水和構造に関する検討を始めた。βシート状の分子鎖の集合体と水との2相界面モデルを構築し,MDシミュレーションを行った。凝集体表面の水和構造を解析した(玉井)。3.カルボキシベタインを側鎖に含む生体適合性高分子の水和構造を調べるために,モデル化合物の水和構造に対して分子軌道法により振動数計算を行った。FT-IRおよびFT-ラマンスペクトルの実験結果と比較した。また,自由エネルギー摂動法にもとづく新しいシミュレーション手法を開発し,溶解度および蒸気圧の計算に適用した(福田)。4.凝集性蛋白質や合成ペプチドを架橋修飾し,クロマトグラフィー,分光学実験,質量分析などを行うことにより、架橋修飾が蛋白質の凝集性におよぼす影響について解析を進めた。また,アミロイド凝集性の短鎖モデルペプチドの水溶液に対して,実験と分子動力学シミュレーションを並行しておこない,アミロイド凝集現象の背後にある分子機構の解明を試みた(今野)。

Life phenomena are extremely important for the production of biological molecules and the interaction of water with the production of biological molecules. In addition, the molecular weight of the molecule is reduced to about 100%, and the molecular weight of the molecule is reduced to about 100%. Below is a summary. 1. This is the first time that we've had a discussion on this topic. Molecular dynamics (MD) analysis of water and structure in aqueous solutions Water molecule: (1) Hydrophilic group of polymer;(2) Hydrophilic group of polymer;(3) Classification of water molecule;(4) Distribution of water binding number;(5) Life of water molecule;(6) Calculation of alignment relaxation time. The structure of water element binding between hydrophilic and water-based groups is clearly affected by the interaction between hydrophilic and water-based groups. The temperature of PEO is high, the phase separation is high, and the temperature of PEO is high. 2. The study of the relationship between water and structure of the condensate is initiated. The molecular chain of beta molecules and the two-phase interface of water are constructed. Analysis of water and structure on aggregate surface (Tamai) 3. The molecular orbital method is used to calculate the vibration number of the polymer containing organic matter. FT-IR and FT-IR results In addition, a new method for the calculation of solubility and vapor pressure was developed by using the "free radical" kinetic method (Fukuda). 4. Aggregative protein synthesis, bridging modification, spectroscopic analysis, quality analysis, analysis of protein aggregation, bridging modification, and analysis of protein aggregation. In addition, the molecular dynamics of the short-term chain reaction between the aggregation and the aqueous solution were studied to elucidate the molecular mechanism behind the aggregation phenomenon.