2016 Fiscal Year Research-status Report
分子シミュレーションで探るヘテロ2量体ABCトランスポーターの非対称ダイナミクス
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15K00400
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
古田 忠臣 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10431834)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ABCトランスポーター / ATP / 基質 / 輸送 / 分子シミュレーション / 構造機能相関 / ホモ・ヘテロ / 構造ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ABCトランスポーターは、ATPの結合・加水分解・解離エネルギーを用いて様々な物質を輸送する膜タンパク質であり、細菌からヒトまですべての生物に存在する。現在、多剤耐性の原因（創薬ターゲット）としても大変注目されている。中でも2ヶ所あるATP結合ポケットの一方が非加水分解型となっているヘテロ2量体ABCトランスポーターにおける原子レベルでの構造変化メカニズムおよびその基質輸送サイクルの詳細は未だ明らかになっていない。そこで、本研究では、ヘテロ2量体ABCトランスポーターTM287/288およびCFTRを対象として、分子シミュレーションを用いた構造ダイナミクスの解明を行うことを目的とする。
本年度は、さらにTM287/288に関する解析を進め、論文[Furuta et al., Biochemistry 55, 6730-6738 (2016)]として出版することができた。本論文では、ATP分子2つがATP結合ドメイン(NBDs)に結合することによりATP結合ポケット2(ABP2)の形成およびNBD二量体化が起こること、またATP分子が1つもしくは無い場合はこれらの過程は起こらないことを示した。さらに、apo状態において、NBDsのαヘリカルサブドメインが近づきATP結合のコア部分が露出したATP結合に適した構造が観測され、この新規な構造を”Core-Exposed”モデルとして提唱した。本研究で得られたこれらの知見は、ABCトランスポーターの構造ダイナミクスに重要な洞察を提供するであろう。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
TM287/288に関する分子シミュレーション研究が無事論文へと結びつき、ABCトランスポーターの構造ダイナミクスに関する重要な知見が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画における第二のターゲットとしてのCFTRにおける、疾患における変異などにも着目した基質輸送メカニズムに関する解析を進めて行く予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年の使用計画通り新たに解析用PCを購入し物品費に関してはほぼ予定通りであったものの、一昨年の繰り越しに続き今年度も解析が概ね進んだことから計算機利用費の一部を次年度へと繰り越したため、および今年度の国際会議参加を見送ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越した旅費およびその他の費用に関して、次年度における学会参加等の旅費に充てるほか、さらに解析を進めるため計算機利用費として有効に活用して行く予定である。
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