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蛋白質凝集体モデル結晶の水和構造とゆらぎ―理論と実験のコラボレーション

蛋白质聚集体模型晶体的水合结构和波动——理论与实验的合作

基本信息

批准号：
20038019
负责人：
玉井良則
金额：
$ 2.05万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

アミロイド線維に代表される蛋白質凝集体は,アルツハイマー病をはじめとする種々の疾患の原因となる。これまでの実験により,凝集体は生体中で対らせん状線維(Paired Helical Filaments, PHF)と呼ばれる構造を形成しており,凝集体形成に特に重要な役割を果たす残基の配列(部分鎖)が存在することが分かっている。Eisenbergらのグループは,凝集体形成に最も重要な働きをすると考えられる部分鎖ポリペプチドの単結晶30数種類について構造を決定しており,いくつかの特徴的な構造を見出している。本研究では,蛋白質凝集体を一次元あるいは二次元に広がった"結晶"としてモデル化し,凝集体表面の水和構造とゆらぎを分子動力学(MD)シミュレーションにより解明し,凝集体形成のメカニズムや生理活性物質との相互作用との関連性を明らかにする。本年度は,アルツハイマー病の原因となるタウ蛋白質のアミノ酸配列のうち,PHF形成に最も寄与するとされる6残基のみからなる部分ペプチド(VAL-GLN-ILE-VAL-TYR-LYS,以降VQIVYKと表記)を対象として,凝集体のモデルとなる各種結晶構造を構築し,その水和構造をMDシミュレーションにより解析した。水素結合数や水の配向緩和時間などを計算し,凝集体が水和構造や水のダイナミックスに及ぼす影響について考察した。PHFによる水分子の自由度の制限が緩和時間およびその分布の増大を招き,細胞内の生化学反応に影響を及ぼしている可能性が示唆された。

The protein aggregates are the cause of the disease. In this case, Paired Helical Filaments (PHF) and the formation of structures in aggregates are particularly important in the formation of aggregates, and the alignment of residues (partial locks) in aggregates is possible. Eisenberg's structure is the most important factor in the formation of aggregates. The structure of the 30-member crystal is determined by the partial lock. In this study, the relationship between protein aggregate formation and physiologically active substance interactions was clarified by molecular dynamics (MD). This year, the cause of the disease is the loss of protein acid alignment,PHF formation in the most important part of the six residues of the list (VAL-GLN-ILE-VAL-TYR-LYS, denoted by VQIVYK), the aggregation of various crystal structure construction, water and structure MD analysis. Water binding number and water alignment relaxation time are calculated, and the effects of condensation on water and structure are investigated. As the restrictions on the degrees of freedom of water molecules in PHF are relaxed and the distribution of water increases, the possibility of the effects of biochemical reactions in cells is increased.

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高分子の水和に関するMDシミュレーション

聚合物水化的MD模拟

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tohru Sato;Ken Tokunaga;Naoya Iwahara. Katsuvuki Shizu;玉井良則
通讯作者：
玉井良則

高分子と水に関する分子動力学シミュレーション

聚合物和水的分子动力学模拟

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
高分子 58巻
影响因子：
0
作者：
玉井良則;福田光完
通讯作者：
福田光完

Hydration structure of protein model aggregates which mimic amyloid fibrils

模拟淀粉样原纤维的蛋白质模型聚集体的水合结构

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
R.Kishi;S.Bonness;K.Yoneda;M.Nakano;E.Botek;B.Champagne;T.Kubo;K.Kamada;K.Ohta;T.Tsuneda;常田貴夫;常田貴夫;常田貴夫;玉井良則
通讯作者：
玉井良則

Roles of the Ether Oxygen in Hydration of Tetrahydrofuran Studied by IR, NMR, and DFT

通过 IR、NMR 和 DFT 研究醚氧在四氢呋喃水合中的作用

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Journal of Physical Chemistry 113
影响因子：
0
作者：
K. Mizuno;Y. Masuda;T. Yamamura;J. Kitamura;H. Ogata;I. Bako;Y. Tamai;T. Yagasaki
通讯作者：
T. Yagasaki

タウ蛋白質凝集体モデル結晶の水和構造

tau蛋白聚集体模型晶体的水合结构