Computer simulations of actin structural change to reveal the origin of irreversible actin polymerization

Research Project

Project/Area Number	23K03344
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
Research Institution	Osaka Metropolitan University
Principal Investigator	森次圭大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (80599506)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords	アクチン / フィラメント形成 / 分子シミュレーション / MSES法 / 重み付きアンサンブル法
Outline of Research at the Start	アクチンの筋収縮や細胞運動といった機能は、原子レベルでのダイナミックなフィラメント形成が担っている。本研究では、構造探索法(MSES法)や重み付きアンサンブル法といった計算手法を駆使し、アクチンの構造変化とフィラメントへの結合/解離過程が共役した過程をシミュレートする。ATP結合アクチンがフィラメントに重合するパス(G型からF型への構造変化→フラグミン結合)とADP結合アクチンがフィラメントから脱離するパス(フラグミン解離→F型からG型への構造変化)に沿った自由エネルギー地形を比較し、ヌクレオチドに依存したフィラメント形成の不可逆性とその構造起因を明らかにする。