タンパク質複合体形成・解離に関わるモードカップリング解析法開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions |
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| Project/Area Number |
23107705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
北尾 彰朗 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (30252422)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | ダイナミクス / エネルギー地形 / 構造変化 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、タンパク質の複合体形成や解離のメカニズムを、構成する原子の集団的自由度（モード）間のカップリングというコンセプトを踏まえて、従来よりも詳細なレベルで明らかにするシミュレーション手法を開発することを目指してきた。
第1の研究成果として、分子シミュレーションを応用した構造変化を効率的にサンプリングする手法の開発と自由エネルギー地形計算に進展があったことがあげられる。開発した効率的にサンプリングする手法の１つがTransform and Relax Sampling (TRS)と呼ぶシミュレーション法である。この手法は、シミュレーション中にシステムにランダムな摂動を与えることで、タンパク質のソフトモードを励起するシミュレーション法である。この手法は、複合体形成・解離にカップリングすると思われるモードをタンパク質が持っている本質的に性質に注目することで効率的に抽出することを可能にしたものだと解釈できる。また、粗視化モデルと全原子モデルを組み合わせて効率的な超並列シミュレーションを行うMSFEL法を用いた自由エネルギー計算をいくつかのシステムで実行した。
次に２つの状態間をつなぐトラジェクトリを生成するPaCS-MD の開発を進めた。これは完全に独立な複数のトラジェクトリからターゲット構造に近いものを選択するプロセスを繰り返すことで、システムにバイアスをかけることなしに2状態間を接続するトラジェクトリを生成するものである。このシミュレーション法はタンパク質のフォールディング・アンフォールディングやドメイン運動、更に複合体形成時の構造変化を研究するために有効であることが明らかになった。
更にタンパク質が形成する複合体モデルを生成し、エネルギー計算からこれらを評価する手法を開発した。これ以外にも、本領域に参画することで、いくつかの重要な共同研究が生まれた。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(40 results)
