2014 Fiscal Year Research-status Report
結合自由エネルギーを評価関数としたタンパク質複合体構造予測法の開発
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25440070
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
神谷 成敏 大阪大学, たんぱく質研究所, 招へい研究員 (80420462)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 自由エネルギー / 立体構造予測 / 抗原抗体 / 分子動力学シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．アデノシンA2a受容体と抗体に対してSurfitプログラムを用いた分子表面探索によるドッキング計算を行い、１００個のデコイを作成した。Surfitスコア第６位のデコイが天然の複合体構造に最も近い構造（root-mean-square deviation < 3 Å）となり、良好な予測結果が得られた。２．上記１００デコイをGeneralized Born/Surface Area (GB/SA)法によるスコアで再ランキングしたところ天然構造に最も近い構造が第１位となり、非常に良好な予測結果が得られた。３．汎用グラフィックボードを利用した高速分子動力学シミュレーションプログラムpsygene-Gに反応座標に沿った結合自由エネルギー計算法であるUmbrella Sampling法を実装し、正常に動作することを確認した。４．アデノシンA2a受容体と抗体複合体やインフルエンザウイルスのヘマグルチニンとヒト・モノクローナル抗体複合体の結合自由エネルギーを評価するために、Random Acceleration Molecular Dynamics (RAMD)法による天然構造を初期構造とした解離過程の経路探索と、Umbrella Sampling法による構造探索、Weighted Histogram Analysis法による経路積分を実施し、結合自由エネルギープロファイルを得た。計算から得られた結合自由エネルギーは実験値とは異なるものの、アデノシンA2a受容体とヘマグルチニンの間でその傾向は実験値とよく合う良好な結果を得た。
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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
蛋白質間ドッキング、分子動力学シミュレーションによる結合自由エネルギー計算が順調に進展したから。
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| Strategy for Future Research Activity |
アデノシンA2a受容体と抗体やヘマグルチニンと抗体ドッキングで得られたGB/SAスコア上位のデコイに対してRAMD, Umbrella Sampling, Weighted Histogram Analysis法を適用し、結合自由エネルギー評価を実施する。得られた結合自由エネルギー順にランキング後、天然構造、または、天然構造に近い構造の順位により、本申請の方法論の有効性を検証する。アデノシンA2a受容体は膜タンパク質であるため、結合自由エネルギーの計算の際には、膜の脂質分子、カウンターイオン、水分子を露わに考慮した分子動力学シミュレーションを実施する。
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| Causes of Carryover |
計算データの蓄積量が予想よりも少なかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該年度未使用分はファイルサーバーの購入に充てる。翌年度分は、資料作成のためのノート型パソコンを購入や、成果発表のための旅費に充てる。
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[Journal Article] NMR characterization of the interactionof the endonuclease domain of MutL with divalent metal ions and ATP2014
Author(s)
R. Mizushima, J. Y. Kim, I. Suetake, H. Tanaka, T. Takai, N. Kamiya, Y. Takano, Y. Mishima, S. Tajima, Y. Goto, K. Fukui, Y.-H. Lee
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 9
Pages: e98554
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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