2016 Fiscal Year Research-status Report
タンパク質構造形成の高次構造依存性の解明と高次構造依存型分子力場の開発
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16K07325
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
鷹野 優 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30403017)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 二次構造 / αヘリックス / 水素結合 / 分子力場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
αヘリックスは、蛋白質の三次元構造形成に重要な二次構造であり、主鎖のペプチド結合同士が水素結合を形成することにより安定に存在している。我々はαヘリックス内の水素結合に注目し、その特徴を捉え、将来的には古典分子動力学シミュレーションの新規力場開発につなげることを目指している。当研究室の先行研究において、水素結合の強度の指標となるαヘリックス構造と伸びた構造のエネルギー差（相対エネルギー）は、量子化学と古典力場の手法間で大きな開きがあったと報告されている。本研究ではMolecular Tailoring Approach (MTA) 法を用い、αヘリックス中の個々の水素結合を量子化学計算により定量的に解析した。
まず、水素結合エネルギーが結合距離・角度に依存することが確かめられたことに加え、αヘリックス中では水素結合が不安定であることがわかった。この傾向を良い精度で点電荷モデルを用いて再現できた。これらから、αヘリックス自身のつくる静電相互作用が水素結合の強度に影響することが明らかとなった。一方、広く用いられている古典分子力場AMBERff99SBの静電・ファンデルワールス相互作用の和で定義した水素結合エネルギーは、αヘリックス中ではなくすなわちαヘリックスによる静電場がない状態での水素結合エネルギーと良く一致した。この結果は、αヘリックスの新規古典分子力場の開発において、周囲の静電場の効果が入った水素結合に関する項の必要性を示唆するものである。
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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
二次構造と水素結合の関係を明らかにし、新しい分子力場設計の指針がたったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
新しい分子力場設計に向けて、必要なパラメータの計算などを進めていく。
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| Causes of Carryover |
合見積もりをとり、当初予定していた研究用ワークステーションと同等の性能で価格が安いものの調達ができたため。論文校閲用に経費を計上していたが、当初より興味深い結果が生じたためよりよい論文誌への投稿を目指し、論文投稿を遅らせることにしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度投稿予定の論文の英文校閲への使用、また論文誌の投稿料への使用、カバーの掲載が許された場合にはその掲載費への使用を予定する。
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Research Products
(6 results)
