Theoretical analysis of functional mechanisms of biological macromolecules using hybrid quantum mechanics/molecular mechanics molecular dynamics simulation

利用混合量子力学/分子力学分子动力学模拟理论分析生物大分子的功能机制

• 批准号: 21340108
• 负责人: TATENO Masaru
• 金额: $ 12.15万
• 依托单位: University of Hyogo (2011)University of Tsukuba (2009-2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21340108/
• 关键词: ハイブリッドQM/MM; 分子動力学; RNA; タンパク質; 第一原理計算; 触媒反応; 酵素反応; 機能解析; QM/MMハイブリッド; 生物機能; QM; MMハイブリッド

In thisstudy, mechanisms of biochemical reactions of crucial biological macromolecularsystems wereanalyzedbyemploying hybrid quantummechanicsQM molecularmechanicsMM molecular dynamicsMDsimulation, whichisastate-of-the-art theoretical methodology. As aconsequence of the analyses, we revealedthe significance of "hybrid ribozyme/protein catalyst" andits reaction mechanism, the functional roles of a novelprotein structural element involving "Nainteraction", modulation mechanismsof electronic structures ofDNA bases by protein-DNA interaction, unidirectional mechanisticvalved mechanisms for ammonia transport in protein, etc.

本研究采用混合量子力学、QM分子力学、MM分子动力学、MD模拟等先进的理论方法，对关键生物大分子体系的生化反应机理进行了分析。作为分析的一个顺序，我们揭示了“杂化核酶/蛋白质催化剂”的意义及其反应机理，涉及“Na相互作用”的一种新的蛋白质结构元件的功能作用，蛋白质-DNA相互作用对DNA碱基电子结构的调节机制，蛋白质中氨的单向机械配位机制等。

项目成果

An integrated automatic system for signal processing of genome-wide ChIP-data and identification of transcriptional binding motifs

用于全基因组 ChIP 数据信号处理和转录结合基序识别的集成自动系统

• 发表时间: 2011
• 作者: Ryo Nakaki;Masaru Tateno
• 通讯作者: Masaru Tateno

シトクロム酸化酵素のCu_AサイトにおけるCu配位Met残基の機能的役割

细胞色素氧化酶 Cu_A 位点中 Cu 配位 Met 残基的功能作用

• 发表时间: 2011
• 作者: Jiyoung Kang;舘野賢
• 通讯作者: 舘野賢

Computational analysis of reaction mechanisms of HhaI DNA methyltra nsferase

HhaI DNA甲基转移酶反应机制的计算分析

• 发表时间: 2010
• 作者: MoonYoung Yang;Yohsuke Hagiwara;Masaru Tateno
• 通讯作者: Masaru Tateno

Molecular dynamics simulation of human adult hemoglobin

成人血红蛋白的分子动力学模拟

• 发表时间: 2010
• 作者: Kyohei Hanaoka;Jiyoung Kang;Takashi Yonetani;Masaru Tateno
• 通讯作者: Masaru Tateno

Evaluation of Electronic and Geometrical Properties of the Blue Copper Site in Fully Solvated Azurin by QM/MM Hybrid Calculations Using a New Interface Program Connecting QM and MM Engine

使用连接 QM 和 MM 引擎的新接口程序，通过 QM/MM 混合计算评估完全溶解的天青蛋白中蓝铜位点的电子和几何性质

• DOI: 10.1166/jctn.2009.1329
• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Comp. Theor. Nanosci.
• 作者: Ohta;T.;Hagiwara;Y.;Kang;J.;and Tateno;M.
• 通讯作者: M.