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ラマン光学活性と量子力学・分子動力学計算による溶液中タンパク質の柔軟構造の解析

使用拉曼光学活性和量子力学/分子动力学计算分析溶液中蛋白质的柔性结构

基本信息

批准号：
12J00014
负责人：
山本茂樹
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2014
项目状态：
已结题

项目摘要

自然状態で解けた構造を持つタンパク質、アミロイド繊維およびその中間体、会合を行うタンパク質は様々な疾患との関連性が指摘されており、それらタンパク質の詳細な構造解析を行うことはそれらタンパク質の機能と性質を理解する上で非常に重要である。ラマン光学活性(ROA)分光法は分子構造に極めて鋭敏であり、かつラマン散乱という非常に速い現象に基づいている為、速い構造平衡にある分子であっても、スペクトルの量子力学計算と組み合わせることで、その柔軟構造と構造存在比を詳細に解析できる分光分析法であり、従来の分析法では解析の難しいタンパク質の構造を知る上で本研究の必要性は高い。現行のROA装置の欠点は、測定時間が長いこと、また試料量が多いことである。これらの点を解決できれば、ROA測定をより一般的な構造分析法とすることができ、これまで測定の難しかった希少なタンパク質、キラル分子を測定可能となる。測定時間を劇的に減少させることで、タンパク質の変性過程をより詳細に追跡し、中間体構造の数と構造変化過程を追跡できる。本年度は、世界最高の感度を持つROA測定装置を目指し、設計を行い、装置製作に着手した。この装置は、独創的な光学系を有しており、ラマン散乱光の検出効率については既存のROA装置を越える性能を持っている。今後さらに装置改良を行い装置誤差の削減を行えば、世界の注目を集める研究になることと思われる。また、インスリンアミロイド線維の高次構造をROA分光の実験スペクトルと量子力学/分子動力学計算から解析する研究に着手した。βヘリックスおよびβロールの二つの三次構造に類似したインスリンモデルを作製し、モデルの妥当性を検証した。アミロイド線維の高次構造が詳細に決定できれば、アミロイド線維の自然化過程の分子的機構についての新たな重要な知見が得られると思われる。

It is very important to understand the relationship between the structure of the natural state and the quality of the natural state. Optical Activity (ROA) Spectroscopic Analysis of Molecular Structure, Extreme Sensitivity, Scattering, Very Fast Phenomena, Basic Structure, Structural Equilibrium, Molecular Structure, Quantum Mechanical Calculation, Combination, Soft Structure, Structural Existence Ratio, Detailed Analysis, Spectroscopic Analysis The necessity of this study is very high because of the difficulty of analyzing the structure of the structure. The current ROA device is short of points, measuring time is long, and the amount of sample is large. The determination of ROA is based on the general structural analysis method, and the determination of ROA is based on the qualitative analysis method. Determination of time to reduce the quality of the process of detailed tracking, intermediate structure and the number of structural tracking This year, the world's highest sensitivity ROA measurement device was developed, designed and manufactured. This device has a unique optical system, scattered light detection efficiency, and performance improvement over existing ROA devices. In the future, the improvement of equipment and the reduction of equipment errors will be carried out, and the attention of the world will be focused on the research. Research on higher-order structure of ROA spectroscopy and quantum mechanics/molecular dynamics calculation The third order structure of β-ray and β-ray is similar to that of β-ray. The high-order structure of the linear dimension is determined in detail, and the molecular mechanism of the naturalization process of the linear dimension is determined in detail.