神経伝達物質受容体の伝達物質認識機構の理論的研究

神经递质受体递质识别机制的理论研究

• 批准号: 13740261
• 负责人: 小田井 圭
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Shohoku College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740261/
• 关键词: 神経伝達物質; γアミノ酪酸; グルタミン酸; 分子認識; 受容体; γ-アミノ酪酸

本研究の目的は,受容体の分子認識機構を分子レベルで理論的に解明することである.昨年度,神経伝達物質γアミノ酪酸(GABA)とグルタミン酸(Glu)の水溶液中での電子状態を非経験的分子軌道(ab initio法)により求め,水溶液中での各基質分子の電子状態,その構造(形状)及び電荷分布などを検討し,主に両分子の物理的な違いについて明らかにした.当該年度は主に,基質分子Gluとグルタミン酸受容体モデルとの相互作用について検討した.(1)受容体モデルの初期構造決定グルタミン酸受容体として,Armstrong等により明らかにされたイオンチャネル型受容体iGluR2のグルタミン酸結合状態結晶データ(Protein Data Bank ID:1ftj)を用いた.登録されていない水素原子の座標データを半経験的分子軌道法であるMNDO-PM3法の構造最適化計算によって決定した.(2)基質分子の構造変化前年度の研究結果である各基質分子の水溶液中での構造と(1)で得られた結合状態での構造との比較を行ない,結合状態の基質分子は安定構造とは異なることがわかった.基質とその受容体とは「鍵と鍵穴」式の認識機構であり,タイトで「静的」なイメージが一般的に持たれているが,当該研究の結果,基質分子はその受容体にbindingする際に,その構造(形状)を変化させることが明らかになった(実験では,認識過程において受容体の構造変化も示唆されている).受容体の分子認識には基質分子の個々の大きさも大切であるが,基質と受容体結合部位にあるアミノ酸残基との電気的相互作用も重要なファクターであると考えられる.(3)基質分子認識過程のモデル計算(2)の結果をふまえ,フリーな基質分子が受容体に認識される過程を分子軌道法で計算し,その構造変化の様子を明らかにする予定であったが,当該研究期間内には結果が得られなかった。

The purpose of this study is, to explain the に theory of the receptor <s:1> molecular recognition mechanism を molecular レベ に で で で で theory. Last year, god 経 伝 of material gamma ア ミ ノ butyric acid (GABA) と グ ル タ ミ ン acid (Glu) の in aqueous solution, で の electronic state を non 経 験 of molecular orbitals (ab Initio method) に よ り め, aqueous solution of で の matrix molecules の electronic state, そ の structure (shape) and び charge distribution な ど を 検 for し, Lord に struck molecular の physical な violations い に つ い て Ming ら か に し た. When the annual は に, matrix molecules Glu と グ ル タ ミ ン acid by let body モ デ ル と の interaction に つ い て beg し 検 た. (1) the capacity of body モ デ ル の structure decided early グ ル タ ミ ン acid by let body と し て, Armstrong and に よ り Ming ら か に さ れ た イ オ ン チ ャ ネ ル type by let body iGluR2 の グ ル タ ミ ン acid combined with state Crystallization デ デ タ タ(Protein Data Bank ID:1ftj)を using デ た. Login さ れ て い な い water element atoms の coordinates デ ー タ を half 経 験 molecular orbital method で あ る MNDO - PM3 method の structure optimization calculation に よ っ て decided し た. (2) matrix molecules の structure - before the annual の results で あ る each matrix molecules の in aqueous solution, で の tectonic と (1) で ら れ た combining state で の tectonic と の is line を な い, The binding state of <s:1> matrix molecules and their <s:1> stable structure と と different なる とがわ った った った. Matrix と そ の is let body と は "key と key hole" type の know institutions で あ り, タ イ ト で "static" な イ メ ー ジ が hold the に た れ て い る が, when the findings の, matrix molecules は そ の by let body に binding す る interstate に, そ の structure (shape) を variations change さ せ る こ と が Ming ら か に な っ た (be 験 で は, cognitive process に お い Youdaoplaceholder0 acceptor <s:1> structural changes suggest されて されて る る). By let body の molecular recognition に は matrix molecules の a 々 の big き さ も big cut で あ る が, matrix と by let body combining site に あ る ア ミ ノ acid residues と の electric 気 interaction も important な フ ァ ク タ ー で あ る と exam え ら れ る. (3) matrix molecular recognition process の モ デ ル calculation results (2) の を ふ ま え, フ リ ー な matrix molecules が に know さ let body れ る process を molecular orbital method calculation し で, そ の structure - the の others child を Ming ら か に す る designated で あ っ た が, when the study period に は results ら が れ な か っ た.

项目成果

Kei Odai, Tohru Sugimoto, Minoru Kubo, Etsuro Ito: "Theoretical Research on Structures of γ-Aminobutyric Acid and Glutamic Acid in the Aqueous Conditions"J.Biochem.. 133. 335-342 (2003)

Kei Odai、Tohru Sugimoto、Minoru Kubo、Etsuro Ito：“水条件下 γ-氨基丁酸和谷氨酸结构的理论研究” J.Biochem.. 133. 335-342 (2003)