2016 Fiscal Year Research-status Report
ソフトマターの機能発現によるベシクルの形状変化：単細胞生物の運動理解へ
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15K05247
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
浦上 直人 山口大学, 創成科学研究科, 准教授 (50314795)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 計算物理 / 生物物理 / 高分子構造・物性 / 超分子科学 / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、ゲスト分子によるベシクルの形状変化を理解するため、「タンパク質の会合体形成・解離のためのシミュレーションモデル構築」、「ゲスト分子を含まない場合と含む場合のベシクルの形状変化」について研究を行った。
◇ タンパク質の会合体の形成・解離のためのシミュレーションモデル構築－モデルタンパク質として修飾シクロデキストリンの粗視化モデルを用い、ブラウン動力学シミュレーションを行うことで、包接化合物形成を調べた。これまでの研究で、修飾シクロデキストリンは、多様な構造を持つ包接化合物を形成することを明らかにしており、今回は、それらの構造が修飾部分の高分子鎖の長さ、修飾シクロデキストリンの濃度を変えることで変化することを確認した。現在、出現構造が変化するメカニズムを調べている段階である。
◇ ゲスト分子を含まないベシクルの形状変化－ゲスト分子がベシクルの形状に与える影響を調べるために、ゲスト分子を含まない系においてベシクルの形状変化メカニズムを理解することは重要である。ベシクルの形状変化を調べる過程で、シリンダー型と逆コーン型の脂質分子で構成した2成分系のベシクルに対して、ベシクルが分裂過程を分子動力学シミュレーションにより再現した。現在、脂質分子の形状とベシクルの分裂の関係を詳細に調べている段階である。
◇ ゲスト分子を含むベシクルの形状変化－ベシクル内部の高分子鎖の剛直性を変化させることで、ベシクルの形状変化を観察することに成功した。現在、シミュレーション結果の再現性、および報告されている実験結果を再現する作業を進めている段階である。
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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
高分子鎖を内包したベシクルの形状変化を再現することができたことで、研究開始段階で予想された問題の１つを解決する見通しがついた。また、モデルタンパク質として使用する予定で研究を進めている修飾シクロデキストリンについても、条件により出現する構造が変化することが分かり、今後、ゲスト分子の秩序構造形成をベシクル内で変化させることにより、ベシクルの形状がどのように変化するかを調べるための準備が整いつつある。そのため、研究全体としては順調に進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
修飾シクロデキストリンによって形成される多様な包接化合物形成が、条件によって変化するメカニズムの詳細を調べ、今後、ベシクルに内包した場合における包接化合物の構造変化における研究を進める上で必要な知見を得る。また、ゲスト分子を持たない場合のベシクルの形状変化を調べ、およびゲスト分子を内包した場合との違いを明確にすることを考えている。その上で、細胞運動や分裂など、生体において重要な現象の理解につなげて行く予定である。
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| Causes of Carryover |
平成28年度に購入した高速計算機が予定していた額よりも安く購入できため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
差額分については、研究を進める上で必要な計算機の購入費用として使用する予定である。
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