Theoretical elucidations of the reactions and the reaction-control mechanisms in enzymes

酶反应和反应控制机制的理论阐明

• 批准号: 24750007
• 负责人: SHOJI Mitsuo
• 金额: $ 3万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24750007/
• 关键词: QM/MM; 酵素; 反応機構; トレオニン合成酵素; 亜硝酸還元酵素; 反応制御; スーパーコンピュータ; MD; UV; 自由エネルギー

Enzymes catalyze important chemical reactions in living systems. The enzyme reactions for material formations and energy conversions are highly efficient. Simple reactions are clarified by theoretical analyses, however, complicated reactions in many important enzymes are still unclear. Therefore, reactions of threonine synthase (ThrS), nitrite reductase (NiR), nitric oxide reductase (NOR) and DNA topoisomerase (Topo) are investigated by a mixed quantum mechanical and molecular mechanical (QM/MM) method. We utilized supercomputers and massive parallel simulations were performed. We elucidated the reaction mechanism by investigations for the protonation states, hydrogen-bonding network, existence of waters and possible reaction pathways.

酶催化生命系统中重要的化学反应。用于材料形成和能量转换的酶反应是高效的。简单的反应已被理论分析所阐明，但许多重要酶的复杂反应仍不清楚。因此，本文采用混合量子力学和分子力学（QM/MM）方法研究了苏氨酸合成酶（ThrS）、亚硝酸还原酶（NiR）、一氧化氮还原酶（NOR）和DNA拓扑异构酶（Topo）的反应.我们利用超级计算机进行了大量的并行模拟。通过对质子化状态、氢键网络、沃茨的存在以及可能的反应途径的研究，阐明了反应机理。

项目成果

プレスリリース2

新闻稿2

研究内容紹介

研究内容介绍

生命指標となりうる光合成の光吸収スペクトル帰属についての理論的研究

作为生命指标的光合作用光吸收光谱归属的理论研究

• 发表时间: 2013
• 作者: 田口真彦;小松勇;佐藤皓允;蘇垠成;庄司光男;栢沼愛;神谷克政;梅村雅之;矢花一浩;白石賢二
• 通讯作者: 白石賢二

ビタミンD受容体におけるコンフォメーションアンサンブル : 分子動力学法による解明

维生素 D 受体中的构象集合：使用分子动力学方法进行阐明

• 发表时间: 2013
• 作者: 花岡恭平;庄司光男;栢沼愛;白石賢二
• 通讯作者: 白石賢二

ウリジンシチジンキナーゼ(ttCK)の基質認識機構についての分子動力学解析

尿苷胞苷激酶（ttCK）底物识别机制的分子动力学分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 田中弥;氏家謙;花岡恭平;庄司光男;栢沼愛;神谷克政;友池史明;倉光成紀;白石賢二
• 通讯作者: 白石賢二