タンパク質立体構造の非経験的高速シミュレーション法の開発

开发蛋白质 3D 结构的快速、非经验模拟方法

• 批准号: 15014211
• 负责人: 岩岡 道夫
• 金额: $ 3.14万
• 依托单位: Tokai 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15014211/
• 关键词: タンパク質; 分子シミュレーション; 力場; アミノ酸; 量子化学計算; 原子間相互作用; 気質認識; 系統樹

既知情報に依存しない非経験的なタンパク質立体構造の高速シミュレーション技術を開発することを目的に,タンパク質立体構造の動的側面と静的側面を有機化学的な視点(即ち,原子レベルの相互作用)から解析した。まず,(1)量子化学計算の結果に基づいた非経験的分子力場(SAAP)の開発では,新たに購入した高速コンピュータシステム(15CPUのクラスターマシン)を用いてセリンのSAAP力場パラメータを作成した。セリンには内部回転可能な結合が4つ存在する。全ての二面体角を15度ずつ変化させながら,セリンの4次元ポテンシャルマップの作成を計画した。計算はほぼ終了し,真空中,エーテル中,水中のポテシシャルの解析を進めている。このように網羅的な単一アミノ酸ポテンシャルの解析は以前には例がない。分子シミュレーション用のプログラム開発も同時に進めており,現在,単一アミノ酸のポテンシャルを主鎖の部分と側鎖の部分に分離する手法の開発を進めている。これが可能となれば,20種類全てのアミノ酸に対応したSAAP力場を2年以内に完成させることができる。次に,(2)タンパク質構造データベース(PDB)の解析による原子レベルの相互作用の解析では,研究代表者が最近発見したS…O相互作用について,タンパク質の機能や進化との関係を解析した。モデルとして,リボヌクレアーゼA,リゾチーム,ホスフォリパーゼA,インスリンの4つのタンパク質を用いた。その結果,S…O相互作用がタンパク質の基質認識に関与している例を1つ見出し,また,全ての場合においてS…O相互作用がタンパク質の進化(系統樹)と相関をもつことが明らかになった。S…O相互作用の進化的な保存性が確認されれば,ゲノム科学的にも大変意義深い。

For the purpose of developing high-speed chemical technology for non-organic solid structures, the dynamic and static surfaces of solid structures are analyzed from the viewpoint of organic chemistry (i.e., atomic interaction). The results of quantum chemical calculations are based on the development of a non-linear molecular force field (SAAP), which is newly developed for high-speed computer systems (15CPU systems). The internal feedback may be combined with the presence of 4 elements. The total dihedral angle is 15 degrees, and the 4-dimensional angle is 15 degrees. Calculation of the end of the process, in vacuum, in the water, the analysis of the process. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone else. The development of the molecular chain is carried out simultaneously, and now, the development of the chain is carried out in the main lock part and the side lock part. The SAAP force field can be completed within 2 years. Secondly,(2) the analysis of atomic interaction in PDB, the research representative recently discovered the relationship between S…O interaction and the function and evolution of PDB.モデルとして,リボヌクレアーゼA,リゾチーム,ホスフォリパーゼA,インスリンの4つのタンパク质を用いた。As a result,S…O interaction is related to the understanding of matrix of nature. For example, in all cases S…O interaction is related to the evolution of nature (phylogenetic tree). The preservation of the evolution of S…O interactions has been confirmed, and it must be of profound significance to the science of physics.

项目成果

岩岡 道夫: "SAAP力場.単一アミノ酸ポテンシャルを利用した新しいタンパク質力場の開発"生物物理. 44(2)(印刷中). (2004)

Michio Iwaoka：“SAAP 力场。利用单氨基酸势开发新的蛋白质力场”生物物理学 44(2)（出版中）。

Michio Iwaoka: "Physical- and Bio-organic Chemistry of Nonbonded Selenium…Oxygen Interactions."Phosph.Sulf.Silic.and The Related Elements. 79(accepted). (2004)

Michio Iwaoka：“非键合硒的物理和生物有机化学……氧相互作用”。磷、硫、硅和相关元素 79（已接受）。

Michio Iwaoka: "The SAAP Force Field. A Simple Approach to a New All-Atom Protein Force Field by Using Single Amino Acid Potential (SAAP) Functions in Various Solvents."J.Comput.Chem.. 24. 1192-1200 (2003)

Michio Iwaoka：“SAAP 力场。通过在各种溶剂中使用单氨基酸势 (SAAP) 函数实现新的全原子蛋白质力场的简单方法。”J.Comput.Chem.. 24. 1192-1200 (2003)

岩岡 道夫: "非結合性S…O相互作用の方向性に関する統計的および理論的研究.分子設計とタンパク質工学における意義"ゲノムニュース. 5. 29-31 (2003)

Michio Iwaoka：“非键 S…O 相互作用方向性的统计和理论研究。分子设计和蛋白质工程的意义”《基因组新闻》5. 29-31 (2003)。

Michio Iwaoka: "Nature of Nonbonded Se…O Interactions Characterized by ^<17>O NMR Spectroscopy and NBO and AIM Analyses."J.Am.Chem.Soc.. 126(in press). (2004)

Michio Iwaoka：“Nature of Nonbonded Se…O Interactions Featuresed by 17 O NMR Spectroscopy and NBO and AIM Analyses.”J.Am.Chem.Soc.. 126（印刷中）。