Proposal of Molecular Leverage Hypothesis with Molecular Dynamic Calculation

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K19669
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General internal medicine and related fields
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: GOTO Shinya 東海大学, 医学部, 教授 (50225653)
• Research Collaborator: OKA Hideki ; GOTO Shinichi
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 血小板 / 膜糖蛋白 / 分子動力学 / 高性能コンピューター / 血栓 / 心筋梗塞

Outline of Final Research Achievements

Platelet activated upon various stimulation. Intra-cellular calcium ion slightly increased upon activation. But, in general, change in intra-cellular environment is not huge. The mechanism transmitting small change in intra-cellar domain of various membrane proteins on the substantial structural changes in extra-cellular domain is unknown. We are proposing "molecular leverage hypothesis" to explain the enlargement of small changes to the larger one by high performance super computers.

Free Research Field

循環器内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

血小板細胞は刺激に応じて活性化する。非活性化血小板は凝集し、活性化血小板は凝集する。血小板凝集は血小板膜糖蛋白GPIIb/IIIaの活性化構造変化に依存する。活性化とともに血小板細胞内のカルシウムイオン濃度は上昇する。GPIIb/IIIaの細胞内ドメインにはTalinなどの接着斑蛋白が結合する。細胞内ドメインの構造も細胞活性化により変化すると想定されるが細胞内ドメインは短いので、構造変化は大きくない。この小さな細胞内ドメインの構造変化が、細胞外ドメインの大きな構造変化と血小板細胞の性質変化を惹起するメカニズムは未知である。このメカニズムとして分子レバレッジ仮説を提案し、妥当性を検証する。