2012 Fiscal Year Annual Research Report
蛋白質の大振幅ゆらぎの理論解析：構造変化経路から天然変性まで
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions |
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| Project/Area Number |
23107716
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高田 彰二 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60304086)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / シミュレーション / 大振幅ゆらぎ / 天然変性 |
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| Research Abstract |
アロステリック蛋白質の大振幅ゆらぎ：大振幅ゆらぎを計算するためには長時間のシミュレーションが不可欠であり、そのためにはモデルの粗視化が有効である。我々はまず、全原子力場のエネルギーとゆらぎ情報をもとに粗視化モデルを構築することを試みた。AMBERエネルギー関数で計算したアミノ酸対の相互作用エネルギーに比例する相互作用をもち、ゆらぎの大きさがAMBERによるMDとよく一致するようなアミノ酸分解能の郷モデル（AICG2モデル）を構築した．
天然変性蛋白質の構造アンサンブル構築：天然変性蛋白質の構造アンサンブルをモデリングするために、変性領域を10数残基の断片に分割し、各々について全原子モデルのレプリカ交換MDを行い、そのとき得られる分布を利用してタンパク質全長の粗視化モデルを構築する手法を開発した。この手法を、癌抑制遺伝子産物p53の変性領域に適用し、得られたアンサンブルからNMRや溶液散乱プロファイルを計算し、それが実験とよく合うことを示した。
大きくゆらぐ蛋白質p53のDNA探索機構研究：p53は癌抑制性の多機能転写因子であり、細胞周期に関わる多数のタンパク質の転写を制御する。転写因子は一般に長いゲノムDNA上の特異的結合部位を効率よく探索する必要がある。転写因子が、いかにして速やかにターゲットを探索できるのか、という問題は重要な基礎問題である。我々は、上記で開発した手法を駆使してp53-DNA複合体の粗視化モデルを構築し、それを用いて、p53-DNA複合体の粗視化シミュレーションを行うことにより、生理的な塩濃度下で、C末端ドメインがDNA上をスライディングする一方で、コアドメインは探索中にDNAとの結合、解離を繰り返すことを明らかにした。このメカニズムは、近年の一分子実験の結果を説明するために提唱されたモデルと一致する。。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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