マルチカノニカル法によるX線及びNMR実験データに基づく生体高分子の立体構造解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480181
• Research Institution: OKAZAKI NATIONAL RESEARCH INSTITVTES
• Principal Investigator: 岡本 祐幸 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (70185487)
• Keywords: タンパク質 / 核酸 / 立体構造決定 / X線実験 / NMR実験 / マルチカノニカル法 / 拡張アンサンブル法

Research Abstract

我々はこれまで、タンパク質の立体構造予測問題に、物理学の分野で開発された、徐冷モンテカルロ法やマルチカノニカル法を適用することを提唱してきた。これまでは、小ペプチド系において、第一原理からの構造予測を試みてきたが、これらの手法はX線実験やNMR実験から得られる構造決定にも使えることを示すと共に、有功なプログラムを開発することが本研究の目的である。
マルチカノニカル法では、その確率重み因子を求めるのが容易でないので、それが比較的簡単に求められる新しい手法を開発することが重要であるが、昨年度、我々は重み因子が簡単に求められる、Tsallis統計に基づく新しいモンテカルロ法を独自に開発することに成功した。そして、その有効性をアミノ酸数5個のペプチドであるMet-enkephalinの系で確かめた。
しかし、X線実験やNMR実験から得られる構造決定ではモンテカルロ法よりも分子動力学法が広く使われている。よって、本年度はこのTsallis統計に基づいた新手法の分子動力学法版を開発することを目指し、それに成功した。そして、その有効性をMet-enkephalinの系で確かめた。

Research Products

• [Publications] Hansmann,Eisenmenger,and Okamoto: "Stochastic dynamics simulations in a new generalized ensemble" Chemical Physics Letters. 297. 374-382 (1998)
• [Publications] Kinoshita,Okamoto,& Hirata: "Singular behavior of the reference interaction side model theory observed for peptide" Chemical Physics Letters. 297. 433-438 (1998)
• [Publications] Nakazawa & Okamoto: "Electrostatic effects on the α-helix and β-strand folding BPTI(16-36)" Journal of Peptide Research. (印刷中). (1999)
• [Publications] Hansmann,Onudric,& Okamoto: "The folding funnel landscape for the peptide Met-enkephalin" PROTEINS:Structure,Function,and Genetics. 34. 472-483 (1999)
• [Publications] Hansmann & Okamoto: "Finite-size scaling of helix-coil transitions in poly-alanine" Journal of Chemical Physics. 110. 1267-1276 (1999)
• [Publications] Okamoto,Masuya,Nabeshima,and Nakagawa: "β-sheot formation in BPTI(16-36)by Monte Carlo simulated anneding" Chemical Physics Letters. 299. 17-24 (1999)
• [Publications] Kinoshita,Okamoto,& Hirata: "Analysis on conformational stability of C-peptide of ribonuclease A" Journal of Chemical Physics. (印刷中). (1999)
• [Publications] Hansmann & Okamoto: "Effects of side-drain charger on α-helix stability in C-peptide" Journal of Physical Chemistry B. 103. 1595-1604 (1999)
• [Publications] Okamoto: "Protein folding prablem as studied by new simulation algorithms" Recant Research Developments in Pure & Applied Chemistry. 2. 1-23 (1998)
• [Publications] 岡本祐幸: "モンテカルロシミュレーションで探るタンパク質の折り畳み機構" 物性研究. 70. 719-742 (1998)
• [Publications] 岡本祐幸: "モンテカルロシミュレーションによるタンパク質の立体構造予測" 日本生物物理学会誌. 38. 203-207 (1998)
• [Publications] Hansmann & Okamoto: "New Monte Carlo algorithms for protein folding" Curvent Opinion in Structural Biology. 9. 177-183 (1999)