原子・電子シミュレーションによるナノポーラス金と生体高分子の相互作用解析
| Project/Area Number |
16J11132
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Research Field |
Physical properties of metals/Metal-base materials
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
宮澤 直己 京都大学, エネルギー科学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
|
| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
|
|---|
| Keywords | ATP合成酵素 / ナノポーラス金属 / 抗菌性 / 計算科学 / 分子動力学計算 / 第一原理計算 / 細胞膜 / 細胞壁 / 抗菌メカニズム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はナノポーラス金の抗菌機構解明に向けて、ナノポーラス金がATP合成酵素に及ぼす影響について調査した。ATP合成酵素は生体のエネルギー源であるATPを合成する酵素であり、細菌が生きていく上で重要な役割を担う膜タンパク質である。これまでの研究から、ナノポーラス金の高い抗菌性はナノポーラス金が最近細胞壁を負に過分極させていることに起因することが分かった。また昨年度の研究から負に過分極させた細菌細胞壁がイオンチャネルに影響を及ぼすことが分かった。そこで本年度は、負に過分極した細胞壁がATP合成酵素に及ぼす影響について分子動力学計算を用いて調査した。
負に過分極した細菌細胞壁をATP合成酵素に接触させ、分子動力学計算による100nsの安定化計算を行った。計算ではATP合成酵素の膜貫通部分であるc-ringを用いた。計算の結果、負に過分極した細菌細胞壁を接触させたATP合成酵素では何も接触させない場合に比べc-ringでのプロトンの結合エネルギーが上昇していた。ATP合成酵素はc-ringでのプロトンの結合を駆動力としてATPを合成するため、結合エネルギーの上昇はATPの合成を困難にすると考えられる。結合エネルギー上昇の原因を調べるためc-ringの静電ポテンシャルを計算した。その結果、負に過分極した細胞壁を接触させたc-ringのプロトン結合部位の静電ポテンシャルはマイナスに大きな値を取った。このマイナスの静電ポテンシャルがプロトンを引き付け、結合エネルギーを高めたと考えられる。
|
| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(16 results)
