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2007 Fiscal Year Annual Research Report

低分解能実験データに基づく蛋白質の動的構造モデリング

Research Project

Project/Area Number 19740257
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

城地 保昌  The University of Tokyo, 分子細胞生物学研究所, 助教 (30360415)

Keywords生物物理 / 蛋白質 / 立体構造ダイナミクス / 分子シミュレーション / 溶液散乱
Research Abstract

本研究は、計算機実験を援用して、溶液散乱データに基づく蛋白質の動的構造をモデリングし、低分解能実験データの解析法を開発することを目的とする。本年度は、原子レベルの分子シミュレーション結果から、生体分子の中性子・X線溶液散乱データを計算するソフトウェアの開発をおこなった。このソフトウェアを用いて、T4リゾチーム、ABCタンパク質MalKの溶液散乱データI(Q)を解析し、I(Q)には蛋白質立体構造ダイナミクスの寄与が大きいことが明らかになった。このような動的構造の寄与は、蛋白質の溶液散乱データ解析では通常無視されている。これらの解析結果を基に、溶液散乱データから抽出すべき変数の検討を現在おこっている。具体的には、原子レベルの分子シミュレーション結果から計算される溶液散乱データI(Q)を記述するために、最低限必要なパラメータを選び、生体分子システムを粗視化する。特に、中性子溶液散乱データを解析する際には、水素原子の静的・動的構造情報を上手く取り込んで粗視化する必要があることを、現在までに明らかにした。これは、ほとんどの原子散乱長が正であるのに対して、軽水素の原子散乱長が負であるためである。

  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] 非弾性散乱の生物への応用について2008

    • Author(s)
      城地 保昌, 中迫 雅由, 難波 啓一
    • Journal Title

      日本結晶学会誌 50

      Pages: 78-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydration-dependent protein dynamics revealed by molecular dynamics simulation of crystalline Staphylococcal nuclease2008

    • Author(s)
      Y. Joti, H. Nakagawa, M. Kataoka and A. Kitao
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B 112

      Pages: 3522-3528

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydration effect on low-frequency protein dynamics observed in simulated neutron scattering spectra2008

    • Author(s)
      Y. Joti, H. Nakagawa, M. Kataoka and A. Kitao
    • Journal Title

      Biophysical Journal 94(In press)(掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-Gaussian behavior of elastic incoherent neutron scattering profiles of proteins studied by molecular dynamics simulation2007

    • Author(s)
      Tokuhisa, A., Joti, Y., Nakagawa, H., Kitao, A., & Kataoka, M.
    • Journal Title

      Physical Review E 75

      Pages: 041912

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 分子シミュレーションと溶液散乱で探る蛋白質の立体構造変化2008

    • Author(s)
      城地保昌, 北尾彰朗
    • Organizer
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡崎カンファレンスセンター
    • Year and Date
      2008-03-05
  • [Presentation] Hydration effects on protein dynamics studied by molecular dynamics simulation of a crystalline protein2008

    • Author(s)
      Y. Joti, H. Nakagawa, M. Kataoka and A. Kitao
    • Organizer
      5th Open Workshop for "Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules"
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2008-01-25
  • [Presentation] 分子シミュレーションと中性子散乱で探る蛋白質の協奏的運動2007

    • Author(s)
      城地保昌, 北尾彰朗
    • Organizer
      第45回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-21

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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