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蛋白質中性子散乱スペクトルの計算機実験を援用する測定法および解析法の提案

蛋白质中子散射谱计算机实验测量和分析方法的提案

基本信息

批准号：
15740265
负责人：
城地保昌
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo (2004)Japan Atomic Energy Agency (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

蛋白質が担う生命現象の素過程を物理化学的に理解するには、機能発現と密接に関わる蛋白質の立体構造ダイナミクスを原子レベルで研究することが不可欠である。そのための研究手段としては分子シミュレーションと中性子散乱が有効である。本研究課題は、分子シミュレーションを利用して蛋白質の中性子散乱実験の可能性を探ることが目的であった。蛋白質の立体構造ダイナミクスはその複雑なエネルギー地形によって生み出される。平成16年度は分子シミュレーションを用いて、蛋白質のエネルギー地形と中性子非弾性散乱で観測される蛋白質ボゾンピークとの関係を明らかにした。ボゾンピークは、約200K以下の低温で測定されたガラス様物質の中性子非弾性散乱スペクトルに観測される約25cm^<-1>付近のブロードなピークであるが、その起源は長年謎であった。分子シミュレーションを用いるとその結果から中性子散乱スペクトルが直接計算できる。本研究では、ニワトリ卵白リゾチーム蛋白質を用いて、基準振動解析、ランジュバンモード解析、分子動力学計算(水中、真空)の4種類の分子シミュレーションを100K-300Kのさまざまな温度で行い、その結果を用いて中性子非干渉性非弾性散乱スペクトルを計算した。計算されたスペクトルを比較すると、水中の分子動力学計算(<200K)の結果からのみ約25cm^<-1>付近にブロードなピークが観測された。詳細な解析の結果、水和することのよって出現する蛋白質エネルギー曲面上の微細構造が、蛋白質のボゾンピークと密接に関わることが明らかになった。また平成16年度後半にはこれまでの解析結果をふまえて、日本原子力研究所と協力し、高エネルギー加速器研究機構において蛋白質の非弾性散乱実験を開始した。実験結果と分子シミュレーション(本研究課題)の結果を相補的に解釈することで、機能と関わる蛋白質の立体構造ダイナミクスの解明が促進されると期待できる。

Protein plays an important role in the physical and chemical understanding of biological phenomena, and its function development is closely related to the study of protein three-dimensional structure and atomic structure. The research method is simple and simple. The purpose of this study is to explore the possibility of protein neutral dispersion by using molecular structure. The three-dimensional structure of protein is different from that of protein. In 2016, the relationship between protein production and protein production was clarified. The neutral particles of the substance are scattered at low temperatures below about 200K. The particles are measured at low temperatures below about 25 cm. The origin of the particles is unknown<-1>. The results of molecular scattering are calculated directly. In this study, four kinds of molecular systems were calculated by using standard vibration analysis, temperature analysis and molecular dynamics calculation (in water and vacuum). The results were calculated by using neutral non-interference. The results of molecular dynamics calculations in water (<200K) range from about 25 cm to about 25 cm<-1>. Detailed analysis of the results, water and water, the appearance of protein production on the surface of the fine structure, protein production, close contact, the appearance of protein. In the second half of 2016, the analysis results of the two proteins were analyzed. The Japanese Atomic Energy Research Institute and the High Speed Accelerator Research Institute began to work together. The results of this study are expected to be complementary to those of the molecular structure of protein.