ペプチドとゲルの統計力学的性質の比較と応用

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24540442
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 高須 昌子 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (50202148)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森河 良太 東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (70266899) ; 宮川 毅 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (40287462)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ペプチド / ゲル / シミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、前年度からの細胞接着ペプチドのシミュレーションを進めると同時に、糖尿病関連ペプチドのシミュレーションや、ゲル化のシミュレーションも進めた。またゲルとペプチドの比較を行った。シミュレーションには、平成24年度に購入した計算用コンピュータおよび平成25年に購入した解析用コンピュータを用いた。
三角形型のモノマーから形成されるゲルについて計算を進めた。反応の比較的初期にゲル化し、その後も反応が進むことがわかった。直鎖状クラスターを生むダブル・リンクの発生率を計算した。四面体型のモノマーを用いた場合との比較を行った。
糖尿病に関連したペプチドであるGLP-1(glucagon-like peptide-1) の溶液中の構造に関して分子動力学シミュレーションを用いて解析した。DPC脂質と水の混合溶媒中ではGPL-1はαへリックスとなるが、純水中ではαへリックスになりにくい。そこで、DPCのミセルの近くでGLP-1がどのような振る舞いをするかを計算した。GLP-1がDPCミセルの疎水領域に近づくことがわかった。
ラミニン由来の接着ペプチドであるEF1の構造解析と受容体との結合を評価した。 EF1はβシート構造をしており、 その維持には水素結合だけでなく疎水性残基の重要性が示唆される。また、受容体との結合においては、疎水性相互作用と水素結合の両方が重要であり、水素結合は強度に関わってくると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Molecular Dynamics Simulation of γS-WT and γS-G18V (2015)
  • Author(s): Ozawa, A., Yamada, H., Mori, S., Noguchi, Y., Miyakawa, T., Morikawa, R., Takasu, M.
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 5 Pages: 011003
  • DOI: 10.7566/JPSCP.5.011003
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Itoga, H., Morikawa, R., Miyakawa, T., Yamada, H., Natsume, Y., Ueta, T., Takasu, M. (2015)
  • Author(s): Itoga, H., Morikawa, R., Miyakawa, T., Yamada, H., Natsume, Y., Ueta, T., Takasu, M.
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 5 Pages: 011002
  • DOI: 10.7566/JPSCP.5.011002
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular Dynamics Simulation of a Coarse Grained Model of Tetra-PEG Gel with Monomers of 5 and 9 particles (2015)
  • Author(s): Ogawa, S., Waide, S., Takasu, M., Miyakawa, T., R. Morikawa, R., Sakai, T., Chung, U.
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 5 Pages: 011006
  • DOI: 10.7566/JPSCP.5.011006
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure Analysis of GLP-1 in DPC Micelle (2015)
  • Author(s): Mori, S., Yamada, H., Noguchi, Y., Miyakawa, T., Morikawa, R., Watanabe, T. Takasu, M.
  • Journal Title: Pep. Sci. Volume: 2014 Pages: 213-216
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum Chemical Calculations of Structure of Antitumor Cyclic Hexapeptide RA-VII (2015)
  • Author(s): Noguchi, Y., Yamada, H., Mori, S., Miyakawa, T., Morikawa, R., Yokojima, S., Hitotsuyanagi, Y., Takeya, K., Takasu, M.
  • Journal Title: Pep. Sci. Volume: 2014 Pages: 165-168
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solvent Site-dipole Fields around Guanine Nucleotides in the Hras-GTP Complex and in the Hras-GDP Complex (2014)
  • Author(s): Miyakawa, T., Morikawa, R., Takasu, M., Sugimori, K., Kawaguchi, K., Saito, H., Nagao, H.
  • Journal Title: AIP Conf. Proc. Volume: 1599 Pages: 322-325
  • DOI: 10.1063/1.4876843
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Molecular Dynamics Simulation of Coarse Grained Models of Gel and Proteins (2015)
  • Author(s): Takasu, M., Sugiyama, H., Hirata, Y., Yamada, H., Miyakawa, T., Morikawa, R.
  • Organizer: Computational Chemistry Symposium in 11th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering 2015
  • Place of Presentation: Athens, Greece
  • Year and Date: 2015-03-20 – 2015-03-23
  • Invited
• [Presentation] Molecular Dynamics Simulation of γS-WT and γS-G18V (2014)
  • Author(s): Ozawa, A., Yamada, H., Mori, S., Noguchi, Y., Miyakawa, T., Morikawa, R., Takasu, M.
  • Organizer: Computational Science Workshop 2014
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 2014-08-20 – 2014-08-22
• [Presentation] Shape Deformation of Vesicles Containing Hard Spheres (2014)
  • Author(s): Itoga, H., Morikawa, R., Miyakawa, T., Yamada, H., Natsume, Y., Ueta, T., Takasu, M.
  • Organizer: Computational Science Workshop 2014
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 2014-08-20 – 2014-08-22
• [Presentation] Molecular Dynamics Simulation of a Coarse Grained Model of Tetra-PEG Gel with Monomers of 5 and 9 particles (2014)
  • Author(s): Ogawa, S., Waide, S., Takasu, M., Miyakawa, T., Morikawa, R., Sakai, T., Chung, U., Molecular Dynamics Simulation of a Coarse Grained Model of Tetra-PEG Gel with Monomers of 5 and 9 particles
  • Organizer: Computational Science Workshop 2014
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 2014-08-20 – 2014-08-22
• [Presentation] Solvent Site-dipole Fields around Guanine Nucleotides in the Hras-GTP Complex and in the Hras-GDP Complex (2014)
  • Author(s): Computational Chemistry Symposium in 11th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering 2015
  • Organizer: 7th International Conference on Times of Polymers Composites
  • Place of Presentation: Ischia, Italy
  • Year and Date: 2014-06-22 – 2014-06-26