2017 Fiscal Year Annual Research Report
Softness-function relationship in large molecules and molecular assemblies investigated at atomic resolution
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
|---|
| Project/Area Number |
25104002
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
北尾 彰朗 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30252422)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
|
| Keywords | 柔らかさ / ダイナミクス / 巨大分子 / 分子集合体 / 機能 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、柔らかさの特徴を織り込んだ理論開発と柔らかさと機能の関係解明を進めている。本年度は、（６－４）光修復酵素の反応機構、I-BARドメインによる膜変形機構、PaCS-MD法によるタンパク質―リガンド解離シミュレーション、DNA・RNAヘアピンループの相違などの研究に大きな進展があった。
（６－４）光修復酵素の反応機構研究： 神取グループと協力して、MD、QM/MMおよびFTIRを用いて研究し、（６－４）損傷DNA光修復酵素の触媒メカニズムを明らかにした。I-BARドメインによる膜変形機構： I-BARドメインが膜に結合し、曲率を変化させるメカニズムを分子動力学計算で調べた。I-BARと膜間の塩橋形成が脂質の局所密度を増加させ、膜を凹形に変形させることが示された。また、I-BARの剛性は膜変形にとって重要であるが、I-BARは完全に剛体的なテンプレートとしては機能しないことが明らかになった。PaCS-MD法によるタンパク質―リガンド解離シミュレーション： カスケード並列選択型分子動力学法 (PaCS-MD)を用いて蛋白質複合体を解離させ、マルコフ状態モデルで解析して解離自由エネルギーを計算する手法を開発した。DNA・RNAヘアピンループの相違： 田原グループと協力して、DNAおよびRNAヘアピンの構造形成と安定性の根本的な違いを理解するための研究を行った。室温でRNAがコンパクトな構造をとっているのに対して、DNAはヘアピン構造だけでなく大きく広がった構造を形成していることを示した。
本研究の期間のうちに、目標としていた、柔らかさの特徴を織り込んだ理論開発と柔らかさと機能の関係解明、理論と実験の比較に基づく理論計算の改良と柔らかさの統合的な理解、柔らかさを考慮した立体構造・分子機能の予測と設計に期待通りの成果が得られた。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(28 results)
