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制限空間内水溶液の特殊な物理化学的性質が蛋白質の折れ畳に及ぼす影響

有限空间内水溶液的特殊理化性质对蛋白质折叠的影响

基本信息

批准号：
18031003
负责人：
斎藤稔
金额：
$ 3.14万
依托单位：
Hirosaki 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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、シャペロニンが内部空洞中の基質蛋白質をフォールディングさせる機能を調べるために、内部空洞水溶液の物理化学的性質を明らかにすることであった。そのために、シャペロニン全体を水中に置き、全原子全自由度の分子動力学シミュレーションを実施した。内部空洞に基質蛋白質(α-lactalbumin)を含む系と含まない系とで同一のシミュレーションを行った。シミュレーションは、これまでになく大規模(各620ps,総原子数約110万個)であったが、数値的に安定した計算を行うことができた。シャペロニンの様々な場所における水分子の拡散係数を明確に求めることができた。空洞内中心領域、空洞内壁面領域の拡散係数はそれぞれ0.3Å^2/ps、0.1Å^2/psであった。バルクの水分子の拡散係数に比べて明らかに小さいことがわかった。このような知見は、実験による観測から得ることは困難である。内部空洞中の小さい拡散係数の水が、基質蛋白質のフォールディングに何らかの影響を及ぼすものと考えている。一方、本研究のシミュレーションでは、原子に対する束縛が一切無いために、水溶液環境でのシャペロニンの平衡構造を知ることができる。水中のシャペロニンは、初期構造(X線結晶構造)と比較して有意な対称的構造変化を示した。この構造変化は、シャペロニンが結晶中で隣のシャペロニンと接している部分に顕著であった。このような知見も、本研究によって初めて得られた新しい知見である。今後更に、シミュレーションの時間を延長し、論文にまとめる計画である。

The purpose of this study is to clarify the physical and chemical properties of the matrix protein in the internal cavity. The molecular dynamics of all atomic degrees of freedom is implemented. Internal cavity matrix protein (α-lactalbumin) contains the same protein sequence. The number of atoms in a large scale (620ps each, about 1.1 million atoms) is stable. The dispersion coefficient of water molecules is clearly determined. The dispersion coefficient of the center area and the inner wall area of the cavity is 0.3 ^2/ps and 0.1 ^2/ps respectively. The dispersion coefficient of water molecules is smaller than that of the light. This is the first time I've seen this. The influence of water and matrix protein on the dispersion coefficient of small particles in the internal cavity and the influence of water and matrix protein on the dispersion coefficient of small particles in the internal cavity In this study, the equilibrium structure of the system in aqueous solution environment was studied. The initial structure (X-ray crystal structure) in the water is compared with the structural transformation of the original structure. The structure of the film is very similar to that of the film. This study is based on the new knowledge. In the future, the time for the project will be extended.