2018 Fiscal Year Research-status Report
アロステリック制御を実現するタンパク構造の設計原理
| Project/Area Number |
16K05518
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
冨樫 祐一 広島大学, 理学研究科, 准教授 (50456919)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
FLECHSIG HOLGER 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任助教 (00758964)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | アロステリック制御 / 分子内情報伝達 / 構造機能相関 / 生体高分子 / タンパク質 / 粗視化分子動力学 / 進化的最適化 / 計算生物物理学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
アロステリック制御に不可欠な、構造変化を介した情報伝達を実現する設計原理を明らかにすることを目指し、引き続き、解析的アプローチと構成的アプローチとの両面から研究を展開した。
解析的アプローチとしては、解析を含めた自動化で生じた困難への対策として、前年度に引き続き、対象とするリガンドを絞って検討を進めた。多くのタンパクに共通するリガンド（例えばATP/ADPやヘムなど）に注目して、その結合部位との間の構造変化の伝播過程の比較を行っている。これに加えて、改良型の弾性ネットワークモデル（具体的にはアミノ酸の違いや残基間距離をパラメタとして取り込んだモデル）を用いることにより、変異の影響などを含めた解析にも取り組んだ。しかし、その過程で、これらの改良型モデルに関する先行研究の問題点を明らかにするような結果が得られた。そこで、これまでに進めたシミュレーション自動化を活かし、この問題に関して体系的な検証をあわせて進めた。
構成的アプローチでは、進化的最適化の過程に注目することにより、アロステリック制御を可能とする構造がどのような過程を経て生成するかの検討を進めた。構造の変異が力学的特性・伝達特性に及ぼす影響について、基準振動解析と動力学シミュレーションの双方を用いて、詳細な解析を進めている。
研究成果を広く発信するため、これら２つのアプローチに関連する以前の研究から本研究の成果までを取りまとめ、各々１報の総説論文として出版した。上述した改良型モデル化手法の問題点についても、現在、論文執筆中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究分担者が復帰し、本来の体制に戻った。構成的アプローチによる研究については、当初計画以上に進展している。解析的アプローチによる研究については、前年度より方針転換を図り、やや遅れが残っているものの、副産物として従来の改良型モデルが持つ問題点など新たな知見も得られている。全体としては概ね想定通りの進捗である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度が最終年度となるため、特に解析的アプローチによる研究に注力する。自動化の困難に対して、データベースの活用や対象リガンドの絞り込みによる対策を行ってきたが、他のモデル化・シミュレーション手法の併用も始めている。今後もこの方向で研究を進める。あわせて、改良型モデル化手法自体の問題点の検証にも引き続き取り組む。
|
| Causes of Carryover |
執筆中・計画中の論文について、今後、投稿料が必要になることが予想されたため、やや余裕を残した執行とした。次年度に投稿料などとして計画的に使用する。
|
