2018 Fiscal Year Annual Research Report
Computational design of novel proteins with weak interactions
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16K18526
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
笠原 浩太 立命館大学, 生命科学部, 助教 (90634965)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子動力学法 / ペプチドデザイン / 分子間相互作用 / 分子認識 / 分子シミュレーション / 蛋白質間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度の実績として、(i) デザインペプチドの基礎となる配列を蛋白質立体構造データベース中から網羅的に探索し、統計解析を行った。(ii) 計算科学的方法論の基礎的検討および開発、実証を行った。(iii) デザインしたペプチドについて、実験による相互作用測定を実施した。
(i) 計画の初期段階において蛋白質立体構造データベースPDBよりデザインの基本配列を探索してきたが、これについてより詳細な統計解析を行った。具体的には、分子内接触を持たないセグメントを標的として解析を行った。データベース中には多くの標的セグメントが見つかったが、短いセグメントから成るものが多く、10残基以上の長さを持つものは少なかった。分子内接触を持たない部分のアミノ酸傾向は大まかには表面残基の傾向と似ていたが、僅かながら特徴的な傾向もみられた。
(ii) デザインペプチドの有効性を検証するために拡張アンサンブル法の基礎的検討、開発、実証を行った。具体的には、マルチカノニカル分子動力学法について、効率的なサンプリングを可能とする計算条件の検討を行った。また、新規なサンプリング手法としてVirtual-system coupledカノニカル分子動力学法を開発した。
(iii)3つの機能性ペプチド候補配列がデザインされた。これとデザイン候補から除外された1つのペプチド配列をネガティブコントロールとして用意し、合計4種のペプチドを受託合成によって作成した。これを共同研究者によって蛍光相関法による相互作用測定を行った。まだ予備的な結果しか得られていないが、一部の配列について相互作用が認められた。
これらについて、17件の学会発表を行い、論文4報を査読付き論文誌において出版した。また、論文3報を投稿済みである。
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