2017 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, 大学院創成科学研究科, 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では、タンパク質の基礎モデル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、包接化合物形成における秩序構造形成を調べた。これまで得られていた多様な包接化合物の構造に関して自由エネルギー計算を行った結果、濃度が低く修飾部分の高分子鎖が長い場合は、分子内包接化合物を形成するのに対し、濃度が高く修飾部分の高分子鎖長が短い場合は、分子間包接化合物を形成することが分かった。今後、会合体の形成・解離の制御に向けて研究を進めていく予定である。
ゲスト分子を含まないベシクルの形状変化では、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、ベシクルが持つ固有の形状変化メカニズムを調べた。これまで分子動力学シミュレーションで観察していたベシクル分裂に関して、そのメカニズムを調べ、ベシクルを構成する脂質分子の分子形状の違いが、分裂に大きく関係していることを見出した。
ゲスト分子を含むベシクルの形状変化では、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、高分子鎖長とベシクルの形状との関係を調べており、ベシクルが持つ固有の形状と高分子鎖による形状との間の関係を調べている段階である。
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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
現在、「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」、「ゲスト分子を含まないベシクルの形状変化」、「ゲスト分子を含むベシクルの形状変化」の3つの課題に関して研究を進めている。「ゲスト分子を含むベシクルの形状変化」については、若干研究の進展が遅れているが、その他2つの研究に関しては、おおむね予定通りの研究成果が得られており、残り2年間でこれらの研究を融合することが可能だと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究を継続することで、ベシクル内における秩序構造形成とベシクルの形状変化の関係性を調べる準備を整え、予備的な研究を開始する。その後、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いく予定である。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に購入する予定だった高速計算機が他の予算で購入できたこと、また投稿した論文の出版社からバックカバーの制作依頼があり、そのための費用を確保していたが、論文の出版が平成30年度になったため、次年度使用額が生じた。
未使用額は、そのままバックカバーの費用、および今年度購入予定の高速計算機の費用に充てる予定である。
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