Development of the program module for the docking between gamma-secretase and APP

• Project/Area Number: 26330341
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Life / Health / Medical informatics
• Research Institution: Kindai University (2015-2016); The Institute of Physical and Chemical Research (2014)
• Principal Investigator: MIYASHITA Naoyuki 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (20452162)
• Research Collaborator: TAKAJI Tatsuya 近畿大学, 生物理工学部
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2016: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 分子動力学シミュレーション / REMD / 膜タンパク質 / アルツハイマー病 / γ切断酵素 / APP / 結合 / レプリカ交換法 / 結合配置予測 / レプリカ交換分子動力学法 / PSH

Outline of Final Research Achievements

We have developed the program module that is finding the docking interface between large membrane protein and small membrane protein. It is the module in REIN program. We had code it to find the docking interface between a gamma-secretase and a amyloid precursor protein (APP).
①We developed a program module using NAMD. ② We also performed the simulation of a wild type gamma-secretase and a mutant gannma-secretase. The motion of the protein of the mutant was totally different from the wild type. We could get a new insight for gamma-secretase's dynamics. ③ We used the new module for the docking simulation between the gamma-secretase and APP. We are doing more detail analysis now.

Research Products

• [Journal Article] Molecular dynamics simulations of biological membranes and membrane proteins using enhanced conformational sampling algorithms (2016)
  • Author(s): Takaharu Mori, Naoyuki Miyashita, Wonpil Im, Michael Feig, Yuji Sugita
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes Volume: in Press Issue: 7 Pages: 1635-1651
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2015.12.032
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] REIN: Replica-Exchange INterface for Simulating Protein Dynamics and Function (2015)
  • Author(s): Naoyuki Miyashita, Suyong Re, Yuji Sugita
  • Journal Title: International Journal of Quantum Chemistry Volume: 115 Issue: 5 Pages: 325-332
  • DOI: 10.1002/qua.24785
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アルツハイマー病の初期分子聞こうと分子シミュレーション～治療薬創薬に向けて～ (2017)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 第2回認知症高齢者の生活の質向上のための学際的シンポジウム
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス（大阪府東大阪市）
  • Invited
• [Presentation] 20aK-PS-52「ペプチドのリンカーによる構造揺らぎの抑制」 (2017)
  • Author(s): 松井直人, 古江祐也, 宮下尚之, 瀧真清, 渡辺信一
  • Organizer: 日本物理学会第72回年次大会(2017年)
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府豊中市）
• [Presentation] アルツハイマー病初期機構における脂質と鍵となる膜タンパク質の相互作用 (2016)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 蛋白研セミナー「膜タンパク質の構造ダイナミクス」
  • Place of Presentation: 大阪大学蛋白質研究所(大阪府吹田市)
  • Year and Date: 2016-05-12
  • Invited
• [Presentation] コレステロールのアミロイド前駆体タンパク質（APP）二量体形成機構への影響 (2016)
  • Author(s): 宮下尚之, 小串典子, 杉田有治
  • Organizer: 日本物理学会 第71回年次大会（2016年）
  • Place of Presentation: 東北学院大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] アルツハイマー病の初期分子機構 ～コレステロールとアミロイド前駆体タンパク質の二量体化～ (2016)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 蛋白研セミナー 構造を基盤とする蛋白質科学における未解決問題
  • Place of Presentation: 東京大学 先端科学技術研究センター 3号館南棟 ENEOSホール（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-01
  • Invited
• [Presentation] コレステロールとアミロイド前駆体タンパク質APPの相互作用(ポスター) (2016)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 蛋白研セミナー 構造を基盤とする蛋白質科学における未解決問題
  • Place of Presentation: 東京大学 先端科学技術研究センター 3号館南棟 ENEOSホール（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-01
• [Presentation] 生体分子シミュレーションと疾患機構～アルツハイマー病とコレステロール～ (2016)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: バイオメクフォーラム２１研究会 第８１回研究会
  • Place of Presentation: 大阪大学基礎工学部シグマホール（大阪府豊中市）
  • Invited
• [Presentation] アルツハイマー病の初期分子機構と分子シミュレーション (2015)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 第6 回計算統計物理学研究会（年会）
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-11-21
  • Invited
• [Presentation] ガンやアルツハイマー病に関係する膜タンパク質の二量体構造予測とラフト環境における構造揺らぎ (2015)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: ～スパコン「京」がひらく科学と社会～ 第2回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会
  • Place of Presentation: 日本未来館（東京都江東区）
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] 生体分子シミュレーションによるアルツハイマー病の分子機構へのアプローチ --アルツハイマー病初期過程-- (2015)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 電気通信大学 第三回生体機能システムコース 化学＆生物学セミナー
  • Place of Presentation: 電気通信大学（東京都調布市）/東4号館802
  • Year and Date: 2015-05-11
  • Invited
• [Presentation] 疾患プロセスの詳細を生体分子シミュレーションで理解する～アルツハイマー病の初期過程～ (2015)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 『地域・産学連携のためのライフイノベーション拠点形成』第一回成果評価会
  • Place of Presentation: 近畿大学生物理工学部（和歌山県紀の川市）/2号館2階会議室
  • Year and Date: 2015-02-27
  • Invited
• [Presentation] APPの二量化とコレステロール (2015)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: バイオスーパーコンピューティング研究会冬の学校
  • Place of Presentation: 休暇村伊良湖（愛知県田原市）/会議室
  • Year and Date: 2015-01-30 – 2015-01-31
• [Presentation] 脂質分子とアミロイド前駆体タンパク質（APP）との相互作用とダイナミクス (2015)
  • Author(s): 宮下尚之
  • Organizer: 神戸大学先端融合科学シンポジウム『生体分子のダイナミクスを眺める』
  • Place of Presentation: 神戸大学（兵庫県神戸市）/理学研究科Z201・202
  • Year and Date: 2015-01-19
  • Invited
• [Remarks] FY2014-2016 科研費基盤研究(C)の成果
  • URL: https://sites.google.com/a/miyashita-lab.net/miyashita-lab/2-research/research-grant-and-commissioned-projects/fy2014-2016-c
• [Remarks] 疾患に係わる生体分子の生体分子シミュレーション研究（本研究関連は一部に記載）
  • URL: http://www.waka.kindai.ac.jp/kigyo/works/public/pdf_works/works_pdf_90.pdf