2017 Fiscal Year Research-status Report
糖鎖立体構造アンサンブル予測のための新たな構造探索モデルの開発と応用
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16K00415
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
李 秀栄 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 上級研究員 (50390670)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子動力学シミュレーション / 拡張アンサンブル法 / レプリカ交換法 / 糖鎖 / 立体構造アンサンブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（研究実績の概要）本課題は、レプリカ交換法とメタダイナミクス法を用いて糖鎖の立体構造アンサンブルを高精度・高効率で求める計算モデルを構築し、複雑な疾患関連糖鎖の立体構造予測を実現することを目的としている。H28年度には、新たな計算モデル(RSE-MTD法)を開発し、典型例としてN型分岐型混合糖鎖の立体構造予測に成功した。H29年度は、（１）同計算モデルの確立に向けて、RSE-MTD法を含め、異なる拡張アンサンブル法でN型糖鎖の構造予測を実施し、各種拡張アンサンブル法を用いた糖鎖計算の特徴と効率をまとめた。（２）また、将来的な糖鎖―受容体結合の計算を念頭に、拡張アンサンブル法を用いたドッキング計算モデルを構築した。
（意義、重要性）糖鎖の実験的な立体構造解析が困難を極める中、計算化学による構造予測は大きな助けとなる。分子動力学シミュレーションは原子解像度の構造予測で有力な手段ではあるが、通常の計算では、糖鎖の複雑多様な立体構造を十分に探索することができない。本実績の意義と重要性は、拡張アンサンブル法を用いた糖鎖計算の有効性を実証するとともに、一般的に利用可能なツール化への基盤となる点にある。糖鎖構造生物学分野での学術的な貢献に加え、診断・治療の新たな技術開発分野への波及効果も期待する。
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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
H28年度の研究が非常に順調に進んだため、H29年度は、新しい計算モデルの有効性、他の手法との比較を通じた性能評価を十分に行うことができた。計算手法およびモデリングが確立していたため、特に問題が生じなかった点も順調に進んだ要因と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度ということで、研究計画に沿って疾患関連糖鎖の応用計算を進めるとともに、本課題の成果発表とまとめに尽力する。
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| Causes of Carryover |
（理由）購入を予定していたRAIDディスクの仕様変更により購入を見送ったことと、国際会議への参加を見送ったため。
（使用計画）今年度見送ったRAIDディスクを購入しファイルサーバを増強するとともに、最終年度なので国際会議での発表も行う予定である。
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