溶液の分布関数理論に基づく蛋白質のリガンド結合部位および親和性の予測と解析

基于溶液分布函数理论的蛋白质配体结合位点和亲和力预测分析

• 批准号: 19750009
• 负责人: 今井 隆志
• 金额: $ 1.72万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19750009/
• 关键词: 蛋白質; 分子認識; 統計力学; 理論化学; 溶液

分子性液体の統計力学に基づく3次元RISM理論を蛋白質におけるリガンド(多原子分子)の結合部位および結合親和性の予測に応用する第一段階として、ミオグロビンに対するキセノン、一酸化炭素、酸素分子の結合に注目した。各リガンドと水の混合溶媒中のミオグロビンについて、3次元RISM理論を用いてミオグロビン周囲のリガンドの分布関数を求めた。その結果、ミオグロビン内部の4つの空洞にキセノンの吸着を示す鋭いピークを検出した。この結果はX線結晶解析の結果と一致する。また、その結合サイトには一酸化炭素や酸素分子も吸着することが分かった。この結果は、X線結晶解析で得られたキセノン結合サイトが一酸化炭素や酸素分子がヘムから放出されるときの通り道になっているとする従来のモデルを裏付けている。また、各リガンドの結合親和性の物理的要因を明らかにするため、水の静電的相互作用をオフにした仮想溶媒を用いた計算を行った。その結果、各リガンドの結合親和性を決めている主要な要因はパッキングの効果であることを明らかにした。水の水素結合ネットワークの効果(疎水効果)は、空洞の化学的性質やリガンドによって、比較的大きくでる場合とほとんど無視できる場合があることが分かった。以上のように、本研究では、3次元RISM理論が蛋白質における2原子分子リガンドの結合部位および結合親和性を予測、解析する方法として十分な能力を持っていることを示した。本研究は、今後、さらに複雑なリガンド分子に拡張する際の足掛かりとして位置付けられる。

Molecular liquid の statistical mechanics に base づ く theory of three yuan RISM を protein に お け る リ ガ ン ド (polyatomic molecule) の combining site お よ び combined with affinity の be に 応 with す る first Duan Jie と し て, ミ オ グ ロ ビ ン に す seaborne る キ セ ノ ン, acidification, carbon, acid molecule の combining に attention し た. Each リ ガ ン ド と の mixed solvent of water の ミ オ グ ロ ビ ン に つ い て, 3 dimensional を RISM theory with い て ミ オ グ ロ ビ ン weeks 囲 の リ ガ ン ド の number distribution masato を o め た. The そ <s:1> result, the <s:1> 4 <e:1> <s:1> cavity inside the グロビ グロビ グロビ <e:1> にキセノ is sucked by the を す sharp <s:1> ピ を検 を検 を検 を検 を検 を検 を検 た out of the た. The <s:1> <s:1> result する X-ray crystallization analysis <s:1> result と is consistent する. The また and そ また combine with the サ トに トに of the acidified carbon や acid molecule, which is adsorbed by the する する とが and った. こ の results は, X-ray crystal analytical で ら れ た キ セ ノ ン combining サ イ ト が a acidification carbon や acid molecule が ヘ ム か ら release さ れ る と き の tong り way に な っ て い る と す る 従 to の モ デ ル を in pay け て い る. ま た, various リ ガ ン ド の combined with affinity の physics by を Ming ら か に す る た め, water の electrostatic interactions を オ フ に し た 仮 think solvent を use い た count を っ た. そ の results, various リ ガ ン ド の combined with affinity を definitely め て い る main な by は パ ッ キ ン グ の unseen fruit で あ る こ と を Ming ら か に し た. Water の element combination ネ ッ ト ワ ー ク の unseen fruit (疎 water services fruit) は, empty の chemical properties や リ ガ ン ド に よ っ て, comparison of big き く で る occasions と ほ と ん ど ignore で き る occasions が あ る こ と が points か っ た. Above の よ う に, this study で は, 3 dimensional RISM theory が protein に お け る two atoms of molecular リ ガ ン ド の combining site お よ び combined with affinity を to measure, analytic す る method と し て very な ability を hold っ て い る こ と を shown し た. In this study, さらに, in the future, さらに, 雑なリガ, ド molecules に拡 zhang する are attached to けられる, と, と, て positions.

项目成果

Hydration Structure on the Muscovite (001) Surface Probed with the 3D-RISM Theory: Comparison with Frequency-Modulation AFM Measurements

使用 3D-RISM 理论探测白云母 (001) 表面的水合结构：与调频 AFM 测量的比较

• 发表时间: 2007
• 作者: Takashi Imai;et. al.
• 通讯作者: et. al.

全身麻酔のメカニズムに関する新しい知見と考え方

全身麻醉机制的新认识、新理念

• 发表时间: 2008
• 期刊: 麻酔 57
• 作者: 瀬戸倫義;尾崎将之;今井隆志;谷口吉弘;野坂修一
• 通讯作者: 野坂修一

Molecular Theory of Partial Molar Volume and Its Applications to Biomolecular Systems

偏摩尔体积的分子理论及其在生物分子系统中的应用

• 发表时间: 2007
• 期刊: Condensed Matter Physics 10
• 作者: Takashi Imai;et. al.;Takashi Imai
• 通讯作者: Takashi Imai

Monte Carlo Simulations with Reference Interaction Site Model Theory for Simulating Peptide Molecules in Aqueous Solution

蒙特卡罗模拟与参考相互作用位点模型理论模拟水溶液中的肽分子

• 发表时间: 2008
• 作者: Ayori Mitsutake;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Three-dimensional distribution function theory for the prediction of protein-ligand binding sites and affinities: application to the binding of noble gases to hen egg-white lysozyme in aqueous solution.

• DOI: 10.1021/jp074865b
• 发表时间: 2007-09
• 期刊: The journal of physical chemistry. B
• 作者: T. Imai;R. Hiraoka;T. Seto;A. Kovalenko;F. Hirata