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分子動力学法に基づくATP合成酵素の制御因子による動的な阻害機構の解明

基于分子动力学方法阐明ATP合成酶调控因子的动态抑制机制

基本信息

批准号：
22KJ3188
负责人：
小林稜平
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は(1) 他のF1構造と比較したときのIF1阻害状態F1構造の特徴の明示、(2) IF1阻害状態F1構造を用いたシミュレーション系の構築、および(3)「IF1の一方向制御」という性質に寄与するアミノ酸・相互作用の特定を目標に研究に取り組んだ。(1)については、主成分分析による固定子αβの構造状態の解析や回転子γサブユニットの回転角度の計算によって、IF1阻害状態F1構造が他のF1構造と質的に異なる構造であることを解明した。(2)については、所属グループによって開発された系を改変することで、IF1結合型F1の回転子γサブユニットを強制回転させる系の構築に成功した。研究代表者の過去の研究では、IF1阻害状態の解放には120度以上の大きな回転が必要であることが示されている。これを反映するために、異なる基質結合状態にある3つの触媒サブユニットβの1箇所にのみIF1が結合した系をそれぞれ準備して、合計3つの系を用いて計算機実験を行った。回転子γサブユニットの回転方向・角度によって違いが出ることを期待したが、(3)の解明につながる明確な違いは観察できなかった。追加の課題として、当初の予定では次年度の課題として計画されていた、(4)「IF1の種特異的制御」に関する研究も開始した。まず、バクテリア型F1(TF1)の構造とミトコンドリア型F1(bMF1)の構造を比較することで、TF1上にIF1を配置した構造を得た。bMF1-IF1構造とTF1-IF1構造に対して、それぞれ分子動力学シミュレーション、結合自由エネルギー計算を行った結果、bMF1-IF1複合体構造の安定化に寄与しているアミノ酸相互作用がTF1-IF1構造では形成されないことがわかった。つまり、TF1阻害型IF1を作成する際にも、それらの相互作用の形成を重視すればよいという指針が得られた。

This year, the following topics were selected: (1) comparison of F1 structures and characterization of F1 structures in IF1 damage-state;(2) construction of F1 damage-state F1 structures for applications; and (3)"one-directional control of IF1" and "properties of IF1" for specific purpose studies of acid interactions. (1)The analysis of the structural state of the fixed element αβ in the principal component analysis and the calculation of the return angle of the fixed element γ in the principal component analysis show that the structure of the F1 structure is different from that of the other structure. (2)The construction of the system was successful in the case of a combination of F1 and IF1. Research representatives of the past research, IF1 resistance state of liberation, more than 120 degrees of large return, necessary to show that This reflects the binding state of the substrate, the catalyst binding state, the catalyst binding state, the (3) The solution of the problem is clear and clear. Additional topics: (4) The research on IF1 species-specific control was started. The structure of TF1 (TF1) is compared with the structure of TF1 (bMF1), and the structure of TF1 (TF1) is compared with the structure of IF1. bMF1-IF1 structure and TF1-IF1 structure are related to the molecular dynamics model, the results of the calculation of the free radical, the stabilization of bMF1-IF1 complex structure and the acid interaction. When TF1 is created, the interaction between TF1 and IF1 is emphasized.