光受容タンパク質の構造と機能の理論的研究

光感受器蛋白结构与功能的理论研究

• 批准号: 09J05578
• 负责人: 渡辺 宙志
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05578/
• 关键词: 光受容タンパク質; 膜タンパク質; 計算科学; 分子動力学計算; 量子化学計算; レチナールタンパク質; ロドプシン; 分子生物学; タンパク質; 光受容; 分子動力学; 分子シミュレーション

本年度の研究成果は大きく2つに分けられる。第一はロドプシンの波長制御である。視覚を司るロドプシンの吸収波長は、生物種によって異なり、生物の生息環境に応じて最適化されている。その吸収波長の制御機構の解析が、本研究の目的である。具体的にはアナゴロドプシンを対象に用いた。当該タンパク質は、従来のものとは異なる、長距離型の波長制御機構を持つことが近年報告された。本研究では、ホモロジーモデリングと分子動力学計算の手法を用いて、分子構造を構築および精製した後、量子力学計算手法を用いて吸収波長を算出した。結果これら結果に対して、主成分解析を応用し、制御機構を説明することに成功した。第二はチャネルロドプシンの構造モデルを構築したことである。当該タンパク質は、神経の情報伝達機構を解析する手段や、盲目マウスの視覚の復元などに用いられている重要なタンパク質にも関わらず、その分子構造が未知であったために、分子レベルでの解析や応用が十分に行われていなかった。本研究において私は、当該タンパク質にアミノ酸配列レベルで特徴的なパターンがあり、それを構造モデルの構築に応用できることを発見した。モデルされた構造に前項で述べた手法を応用したところ、実験的な光学的的特性が再現されたため、同モデルの精度が非常に信頼できることが示された。またこの後、同モデルをもとに行われた実験においても、モデルを支持する結果が得られている。

This year's research results are great. The first wave length control. The absorption wavelength of the optical system is different from that of the biological species and the optimization of the biological environment. The analysis of absorption wavelength control mechanism and the purpose of this study are discussed. The specific purpose of this article is to provide a detailed description of the problem. When the wavelength control mechanism of the long-distance type is different, it has been reported in recent years. In this study, the molecular dynamics calculation method is used to calculate the absorption wavelength, the molecular structure is constructed and refined, and the quantum mechanics calculation method is used to calculate the absorption wavelength. The results of the analysis of the principal components were successfully analyzed. Second, the structure of the structure of the first round of production. When the quality of the information, the information transmission mechanism of the brain, the analysis of the means, the blind, the visual, the complex, the use of the important information, the molecular structure of the unknown, the molecular analysis, the use of the very line. In this study, we found that the structure of the compound was useful when the compound was characterized by acid alignment. The structure of the first paragraph is described in the following paragraphs: The result of this is that we have a lot of support for this project.

项目成果

アナゴロドプシンの光吸収波長制御機構

Anagorhodopsin的光吸收波长控制机制

• 发表时间: 2009
• 作者: Shimajiri Yoshito;et al.;中川龍郎;Tatsuro Nakagawa;加藤智朗;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;H.C.Watanabe;Hiroshi Watanabe;渡辺宙志;渡辺宙志;渡辺宙志
• 通讯作者: 渡辺宙志

Structural analysis for Volvox Channel rhodopsin-1 based on homology model

基于同源模型的Volvox通道rhodopsin-1结构分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Shimajiri Yoshito;et al.;中川龍郎;Tatsuro Nakagawa;加藤智朗;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;H.C.Watanabe;Hiroshi Watanabe
• 通讯作者: Hiroshi Watanabe

ロドプシンにおける相乗的な長距離相互作用による吸収波長制御機構

视紫质中协同长程相互作用的吸收波长控制机制

• 发表时间: 2009
• 作者: Shimajiri Yoshito;et al.;中川龍郎;Tatsuro Nakagawa;加藤智朗;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;H.C.Watanabe;Hiroshi Watanabe;渡辺宙志;渡辺宙志
• 通讯作者: 渡辺宙志

アナゴロドプシンにおける吸収波長機構の解析

Anagorhodopsin吸收波长机制分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Shimajiri Yoshito;et al.;中川龍郎;Tatsuro Nakagawa;加藤智朗;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;清水崇史;H.C.Watanabe;Hiroshi Watanabe;渡辺宙志;渡辺宙志;渡辺宙志;渡辺宙志;渡辺宙志
• 通讯作者: 渡辺宙志

Molecular mechanism of long-range synergetic color tuning between multiple amino acid residues in conger rhodopsin.

• DOI: 10.2142/biophysics.6.67
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: Biophysics
• 作者: Watanabe HC;Mori Y;Tada T;Yokoyama S;Yamato T
• 通讯作者: Yamato T