2018 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of a method estimating for small-angle X-ray scattering by using Bayesian inference.
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16K00396
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
関 安孝 高知大学, 教育研究部医療学系医学教育部門, 教授 (30377220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 成芳 宇部工業高等専門学校, 一般科, 准教授 (20623995)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 小角X線散乱 / タンパク質 / 天然変性タンパク質 / 分子動力学計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高濃度尿素存在下において変性したアポミオグロビンと，天然変性タンパク質の１つであるαシヌクレインに対して，精密小角X線散乱（small angle X-ray scattering，SAXS) 測定を実施した。SAXS測定は，兵庫県西播磨にある高輝度光科学研究センターのSAXS測定専用ビームライン（SPring-8 BL45XU）にて行った。また，鎖が解けた状態にある変性状態アポミオグロビンの構造を初期座標とした分子動力学計算を実行し，その座標（タンパク質分子と周りの水分子）の時系列データを用いて超精密SAXS計算を実行した。得られた超精密SAXSプロフィルを参照として，水和構造のモデリングを行った。その結果，変性状態アポミオグロビンのSAXSプロフィルに対する水和の寄与を明らかにした。
一方，新たな鎖状分子モデリング法を開発した。この方法は，上記SAXSプロフィルと多次元核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance，NMR）の残余双極子結合（residual dipolar coupling，RDC）に対する実験再現性を等価に扱うことが可能である。またこの方法は，実験再現性の高い構造集団を得る過程で部分集団を選択する必要がなく，極めて効率的に高い実験再現性をもつ構造集団を得ることが出来る。この方法を用いて，尿素変性及び酸変性状態アポミオグロビンとαシヌクレインの予測構造集団を生成した。これらの構造集団の統計的な特徴を比較し，それぞれの状態の違いを明らかにした。
この科研費で開発した，解鎖状態タンパク質の解析方法は，創薬など幅広い分野での利用が期待される。
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