2022 Fiscal Year Annual Research Report
Structural basis and physico-chemical evaluation for rational design and theoretical calculation of molecular engine
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
18H05425
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
村田 武士 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (80415322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長門石 曉 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (30550248)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 発動分子 / 構造基盤 / 物理化学評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）発動分子の物理化学解析（長門石が担当）：本年度は、昨年度に引き続きA01班が創出した生体発動分子の各種変異体に関して、DSC測定と分子動力学計算を組み合わせた構造安定性解析を行った。多段階の変性が起こることが観察された一方で、導入したアミノ酸の官能基構造の違いがタンパク質内部のコア構造および水和状態に影響を及ぼしていることが明らかとなった。また受容体のタンパク質相互作用解析において、物理化学的パラメータより新規の分子間相互作用および点変異導入に伴う機能変化に関する知見を得ることに成功した。
（２）理論的耐熱化変異体作製技術の開発（村田が担当）：本年度は、シグナル伝達型発動分子（Gタンパク質共役型受容体：GPCR）に焦点を当て、機能維持しつつ耐熱化した変異体の理論予測法の開発を行った。光駆動型発動分子と同様に理論予測法を行って変異体ライブラリーを作製し、酵母システムを用いて機能を持ったGPCR耐熱化変異体を探索する技術を開発した。
（３）生体発動分子の耐熱化と構造解析（村田が担当）：イオンチャネルの耐熱化変異体について、クライオ電子顕微鏡単粒子解析によって立体構造を決定した。
（４）人工およびハイブリッド発動分子の構造解析（村田が担当）：昨年度に引き続き、ATP駆動性薬剤排出ポンプのクライオ電子顕微鏡単粒子解析を進め、立体構造を決定した。
（５）発動分子の合理設計指針の提案（長門石、村田が担当）：本研究によって得られたタンパク質の物理化学情報・立体構造情報・理論解析情報より、タンパク質のダイナミクスに基づく機能発動とその制御に関する新しい知見を得ることに成功し、本発動分子の合理設計に新たな指針を加えることができた。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(31 results)
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[Presentation] Discovery of the fastest myosin, its amino acid sequence, and structural features2022
Author(s)
Takeshi Haraguchi, Masanori Tamanaha, Kano Suzuki, Kohei Yoshimura, Takuma Imi, Motoki Tominaga, Hidetoshi Sakayama, Tomoaki Nishiyama, Takeshi Murata, Kohji Ito
Organizer
第60回日本生物物理学会年会
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