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生体膜上における膜結合タンパク質のマルチドメイン動態の解明

阐明生物膜上膜结合蛋白的多域动力学

基本信息

批准号：
22K06171
负责人：
山本詠士
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06171/
关键词：
膜結合タンパク質細胞膜分子動力学シミュレーション

项目摘要

細胞内シグナル伝達に関与する膜結合タンパク質の多くは，膜に結合するためのリン脂質結合ドメインを含むいくつかの構造ドメインを有しているが，細胞膜上におけるそれらマルチ構造ドメインの挙動および脂質分子認識機構，タンパク質間相互作用は不明な点が多い．本研究ではマルチスケール分子動力学シミュレーションを行い，生体膜上での膜結合タンパク質の挙動や脂質認識，タンパク質同士の相互作用について分子レベルで明らかにすることを目的としている．今年度は，AlphaFold によって推定したBtkタンパク質の全長立体構造モデルを使用し，タンパク質／水／イオン系の粗視化モデルを用いた分子動力学計算を行った．粗視化モデルとして使用したMartiniモデルは，タンパク質同士の相互作用が強すぎることが知られているため，タンパク質の大きさを表す慣性半径が実験値を再現するよう，粗視化モデルの相互作用パラメータの調整を行った．次に調整した相互作用パラメータを用いて，タンパク質／生体膜／水／イオン系の粗視化分子動力学計算を行った．シグナル伝達に関与する脂質分子であるホスホイノシタイドの1種（PIP3）が数%含まれるPOPC／POPS膜を使用し，タンパク質とPIP3の相互作用を解析した．また，粗視化分子動力学計算よりも大きな時空間スケールでの不均一な生体膜上でのタンパク質挙動を可視化するためのメゾスケールシミュレーション手法の開発を行った．飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の脂質分子の混在により秩序液体相（Lo相）と無秩序液体相（Ld相）への相分離した膜において，タンパク質の結合により場の相分離が変化するモデルの開発・検討を行った

Cell membrane structure and lipid molecular recognition mechanisms are involved in membrane binding, membrane lipid binding, membrane lipid binding, membrane binding, lipid binding, membrane binding, membrane lipid binding, membrane binding, membrane binding, lipid binding, membrane binding, lipid binding In this study, we conducted molecular dynamics research on the membrane binding mechanism and lipid dynamics in vivo, and investigated the molecular dynamics of membrane binding mechanism and lipid dynamics in vivo. This year, AlphaFold was used for molecular dynamics calculation of the coarse visualization of the mass/water/water system. Coarse visualization of the interaction between the mass and the inertia radius is used to adjust the interaction between the mass and the inertia radius. The molecular dynamics calculation of the coarse visualization of the mass/biomembrane/water/oxygen system was carried out. The interaction between PIP3 and POPC/POPS was analyzed. Coarse visualization of molecular dynamics calculations and development of molecular dynamics techniques in large time spaces and heterogeneous biomembranes. Saturated fatty acid and unsaturated fatty acid lipid molecules mixed in the order of liquid phase (Lo phase) and disorder liquid phase (Ld phase) phase separation, membrane phase separation, phase separation,