Elucidation of the Ion Transport Mechanism of Sodium-Transporting V-ATPase Based on Statistical Thermodynamics

• Project/Area Number: 24K01984
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 安田 賢司 千葉大学, 大学院理学研究院, 特任准教授 (40792081)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 雅郎 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任助教 (80993633)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: V-ATPase / 溶媒和エントロピー / 分子動力学シミュレーション / 形態計測学的アプローチ / 水素結合

Outline of Research at the Start

バンコマイシン耐性腸球菌のEnterococcus faecium(VRE)のNaイオン輸送性V-ATPaseは、新規抗菌薬の分子標的になり得るため、イオン輸送機構の解明が望まれる。我々は最近、VREの近縁株であるEnterococcus hiraeのV-ATPaseの高分解能構造を明らかにした。本研究では、決定した高分解能構造に対して全原子の分子動力学シミュレーションを行うことにより、V-ATPaseのNaイオン輸送経路を明らかにする。さらに、その輸送経路に沿った自由エネルギー変化を独自の統計熱力学的手法を用いて解析することで、イオン輸送機構を解明する。