2022 Fiscal Year Annual Research Report
生体発動分子の機能発現に関する構造ダイナミクス研究
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
18H05426
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
池口 満徳 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (60261955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 栄夫 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (60265717)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子動力学シミュレーション / NMR / 発動分子 / 構造ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、スーパーコンピュータ等を用いた分子動力学(MD)シミュレーションとNMR実験を活用し、理論・計測の統合によって発動分子の構造ダイナミクスと機能発現を結びつけ、新規機能獲得に向けた合理的分子設計法を確立することを目的としている。具体的な標的として、TrkAd5という生体発動分子を選択し、MD計算とNMR実験の双方からの研究を推進している。2022年度には、TrkAd5を制御する結合ペプチド（TP1）とTrkAd5の複合体についての論文の投稿に至った。
次に、A01班と連携し、人工発動分子イオンチャネルのQM/MM-MD研究を実施した。その結果、人工発動分子イオンチャネルのフッ素原子とカリウムイオンの相互作用が、イオンチャネルの選択性に寄与しているということが明らかになった。この結果は、アメリカ化学会のJ. Am. Chem. Soc.に論文として発表できた。さらに、QM/MMを用い、イオンが通るときの自由エネルギープロファイルを計算することに成功した。
また、C01班、A01班との連携研究により、好熱細菌由来ロドプシンを対象としたNMR解析、特に交換性水素に着目した解析を進めることで、活性部位において機能上重要な水素結合部位を同定できた。さらに、光照射NMR実験により、光反応後期中間体を検出するとともに、後期中間体における水素結合様式の変化、およびその機能的重要性を明らかにした。本成果は現在論文投稿中。
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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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[Journal Article] Mandibulofacial dysostosis with alopecia results from ETAR gain-of-function mutations via allosteric effects on ligand binding2023
Author(s)
Yukiko Kurihara, Toru Ekimoto, Christopher T Gordon, Yasunobu Uchijima, Ryo Sugiyama, Taro Kitazawa, Akiyasu Iwase, Risa Kotani, Rieko Asai, Vronique Pingault, Mitsunori Ikeguchi, Jeanne Amiel, Hiroki Kurihara
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Journal Title
J.Clin. Invest.
Volume: 133
Pages: e151536
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Structure of SARS-CoV-2 membrane protein essential for virus assembly2022
Author(s)
Zhikuan Zhang, Norimichi Nomura, Yukiko Muramoto, Toru Ekimoto, Tomoko Uemura, Kehong Liu, Moeko Yui, Nozomu Kono, Junken Aoki, Mitsunori Ikeguchi, Takeshi Noda, So Iwata, Umeharu Ohto, Toshiyuki Shimizu
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 13
Pages: 4399
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Hybrid in vitro/in silico analysis of low-affinity protein-protein interactions that regulate signal transduction by Sema6D2022
Author(s)
Tsubasa Tanaka, Toru Ekimoto, Meri Nagatomo, Makiko Neyazaki, Erena Shimoji, Tsutomu Yamane, Sakura Kanagawa, Rika Oi, Emiko Mihara, Junichi Takagi, Satoko Akashi, Mitsunori Ikeguchi, Terukazu Nogi
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Journal Title
Protein Sci.
Volume: 31
Pages: e4452
DOI
Peer Reviewed
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