蛋白質フォールディングの解析的モデルの構策

蛋白质折叠分析模型策略

基本信息

批准号：
17740280
负责人：
鈴木陽子
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Meisei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740280/
关键词：
蛋白質フォールディング解析的モデル

项目摘要

蛋白質フォールディング機構に対する理論的なアプローチとして、解析的モデルの構築を目的として研究を行った。蛋白質分子のもつ自由エネルギーは、内部エネルギーと形状エントロピーの打ち消しあいによって得られる量である。そこで、内部エネルギーについては、計算結果をGoモデルシミュレーションと比較するため、残基間の結合エネルギーは一定としたうえで、エントロピーのフォールディングに伴う変化に対する評価をどのように行うかに焦点を当てた。モデルの構築にあたっては、フォールドした蛋白質のトポロジカルな性質、特に天然状態において結合している残基対のペピチド鎖における位置をベースして考えた。前年度の研究において申請者は、アミノ酸残基をバネでつながったビーズのように考え、ペプチド鎖を、天然コンタクトが起こっているような残基対に対してのみ引力相互作用が働いているガウス鎖として表すことにより、モデルハミルトニアンを導入した。そして、このモデルをテストするため、簡単なペプチドに対して、エントロピー、比熱の温度変化を計算した。解析的計算によって得られた結果をGoモデルシミュレーションから得られた結果と比較したところ、比熱曲線は再現されたが、エントロピーに関しては、転移点よりも高い温度においてフレキシビリティーが大きいという問題があった。この問題を解決するため、今年度は、残基間の多対相互作用をモデルハミルトニアンに加えることにより、フォールディングにおける共同的な振る舞いの効果を導入した。前年度と同様に、簡単なペプチドに対して内部エネルギー、エントロピー、比熱の温度変化を計算した結果、フレキシビリティーは、多体効果を入れていないときに比べて減少し、Goモデルシミュレーションの結果を非常によく再現することがわかった。以上の結果を、日本物理学会2007年春季大会にて発表した。

该研究的目的是构建分析模型作为蛋白质折叠机制的理论方法。蛋白质分子的自由能是通过取消内部能量和形状熵获得的量。因此，就内部能量而言，为了将计算结果与GO模型模拟进行比较，我们重点介绍了如何评估与熵折叠相关的变化，同时保持残基之间的结合能量恒定。该模型是基于折叠蛋白的拓扑特性构建的，尤其是在本地状态结合的残基对的pepitide链中的位置。在上一年的研究中，申请人通过将氨基酸残基作为弹簧连接的珠子，并代表肽链作为高斯链，从而引入了模型哈密顿量，仅在发生自然接触的残基对上具有有吸引力的相互作用。为了测试该模型，计算了简单肽的熵和比热的温度变化。当将通过分析计算获得的结果与从GO模型模拟获得的结果进行比较时，则复制了特定的热曲线，但是在熵方面，存在一个问题，即在温度高于过渡点的温度下灵活性更高。为了解决这个问题，今年我们通过在模型汉密尔顿模型之间添加残留物之间的多对相互作用来介绍协作行为在折叠中的影响。与上一年一样，我们计算了简单肽的内部能量，熵和比热的温度变化，并发现与包括多体效应相比，灵活性降低了，并且GO模型模拟的结果得到了很好的复制。上述结果在2007年春季会议上提出。