分子シミュレーションによる2次構造形成過程の研究

分子模拟研究二级结构形成过程

• 批准号: 18031037
• 负责人: 依田 隆夫
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18031037/
• 关键词: タンパク質; フオールデイング; 分子動力学シミュレーション; 拡張アンサンブル法; 2次構造; 分子シミュレーション; 二次構造; 折れ畳み; ターン構造

タンパク質の折れ畳において正しい2次構造が形成されることが重要である。そのためにはヘリックスやストランドを結びつけるターンやループの構造が正しく形成されることが重要である。我々はこのような観点に基づき、主に、βヘアピンペプチドであるG-peptideとその部分配列ペプチドの構造形成過程を分子シミュレーションによって研究した。平成19年度には以下の成果が得られた。(1)G-peptideのターンに相当する部分配列ペプチドの自由エネルギー地形探索単独でβヘアピンに折れ畳むG-peptideの部分配列(YDDATKTF)は、実験的には天然類似のターン構造が不安定であることが知られる。しかし水分子を多数含む系で拡張アンサンブルシミュレーションを行うことにより準安定状態である天然類似のターン構造の形成を頻繁に観察することができた。詳細なデータ解析の結果、芳香族側鎖同士が密に接していなくてもターンが形成されることが示された。構造形成の初期にD46とT49の側鎖間に水素結合が形成されることから、ターン部位に存在する親水的な相互作用が重要であることが示唆される。(2)ヘリックス構造を多く含む水溶性タンパク質の折れ畳みシミュレーションアクチン結合タンパク質であるVillinのC末端近傍の36残基に相当するHP-36という分子はヘリックス主体の天然構造へ単独で折れ畳むことが実験的に知られている。この分子の折れ畳みのシミュレーションを水分子存在下で行った。天然構造に関する情報をあらかじめ与えずに行った計算において、観察された主鎖のRMSDの最小値は3.42Åであった。シミュレーションデータを解析した結果、疎水コアの天然類似の残基間接触が形成されるのはヘリックスの終端の位置が天然構造と一致している場合に限られることが示された。分子表面で主鎖構造が折れ曲がる部位の部分構造形成の重要性を物語る。

The タ, パ and パ of the hypodilla are transformed into れ畳にお, て, and the positive <s:1> secondary structure が forms される, される, とが, and important である. そ の た め に は ヘ リ ッ ク ス や ス ト ラ ン ド を "び つ け る タ ー ン や ル ー プ が is の structure し く form さ れ る こ と が important で あ る. I 々 は こ の よ う な 観 に base づ き, main に, beta ヘ ア ピ ン ペ プ チ ド で あ る G - peptide と そ の department assign column ペ プ チ ド の を molecular structure formation process シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て research し た. For the year Heisei 19, に に and the following が achievements are が and られた. (1) G - peptide の タ ー ン に quite す る department assign column ペ プ チ ド の free エ ネ ル ギ ー terrain exploration 単 alone で beta ヘ ア ピ ン に fold れ 畳 む G - peptide の department assign column (YDDATKTF) は, be the 験 に は natural similar の タ ー ン tectonic が unrest で あ る こ と が know ら れ る. を most し か し water molecules containing む で company, zhang ア ン サ ン ブ ル シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line う こ と に よ り quasi stable state で あ る natural similar の タ ー の ン structure form を frequent に 観 examine す る こ と が で き た. Detailed な デ ー タ parsing の results, aromatic side chain with James が dense に し て い な く て も タ ー ン が form さ れ る こ と が shown さ れ た. の structure formation in the early に D46 と T49 の に water element combination between side chain が form さ れ る こ と か ら, タ ー に ン parts exist す る hydrophilic な interaction が important で あ る こ と が in stopping さ れ る. (2) ヘ リ ッ ク ス construct を く containing む water-soluble タ ン パ ク qualitative の fold れ 畳 み シ ミ ュ レ ー シ ョ ン ア ク チ ン combining タ ン パ ク qualitative で あ る Villin の C terminal near alongside の 36 residues に quite す る HP - 36 と い う molecular は ヘ リ ッ ク ス subject の natural structure へ 単 alone で fold れ 畳 む こ と が be 験 に know ら れ て い る. The <s:1> <s:1> molecule <e:1> breaks through the れ畳み シ シ ュレ ュレ ショ ショ を を water molecule exists in で rows った. Natural structure に masato す る intelligence を あ ら か じ め and え ず に line っ た computing に お い て and examines 観 さ れ た master lock の RMSD の minimum numerical は 3.42 A で あ っ た. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン デ ー タ を parsing し た results, water 疎 コ ア の natural similar の formed between contact が さ れ る の は ヘ リ ッ ク ス の terminal position の が natural structure consistent と し て い る occasions に limit ら れ る こ と が shown さ れ た. Molecular surface で main lock structure が fold れ curve がる part <s:1> partial structure formation <e:1> importance を story る

项目成果

Replica-exchange molecular dynamics simulation of diffracted X-ray tracking

• DOI: 10.1080/08927020601067581
• 发表时间: 2007-01-01
• 期刊: MOLECULAR SIMULATION
• 影响因子: 2.1
• 作者: Kawashima, Y.;Sasaki, Y. C.;Okamoto, Y.
• 通讯作者: Okamoto, Y.

Structural changes in the cytoplasmic domain of phospholamban by phosphorylation at Ser16: a molecular dynamics study.

• DOI: 10.1021/bi061071z
• 发表时间: 2006-09
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Y. Sugita;N. Miyashita;T. Yoda;M. Ikeguchi;C. Toyoshima

Cooperative folding mechanism of a β‐hairpin peptide studied by a multicanonical replica‐exchange molecular dynamics simulation

• DOI: 10.1002/prot.21264
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Proteins: Structure
• 作者: T. Yoda;Y. Sugita;Y. Okamoto