分子シミュレーションによるタンパク質化学反応ダイナミクスの解明

Planned

Project Area	Non-equilibrium-state molecular movies and their applications
Project/Area Number	20H05453
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Complex systems
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	宮下治国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (10620528)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	庄司光男筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (00593550) 篠田恵子東京大学, 生物生産工学研究センター, 特任助教 (80646951)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥83,200,000 (Direct Cost: ¥64,000,000、Indirect Cost: ¥19,200,000) Fiscal Year 2021: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000) Fiscal Year 2020: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000)
Keywords	量子古典混合計算 / 化学反応解析 / シミュレーション / ハイブリッドアプローチ / タンパク質
Outline of Research at the Start	時分割シリアルフェムト秒結晶構造解析(SFX)法による「高速分子動画」は、原子分解能で数10フェムト秒からミリ秒までの構造変化を捉える手法である。一方でSFXのデータは、多数のタンパク質分子の平均構造であり、また、電子状態などの詳細を知ることは困難である。本研究では量子古典混合計算による複雑な化学反応解析や、高精度力場を用いた大規模長時間シミュレーション、実験データとシミュレーションを融合させるハイブリッドアプローチなどの多角的な理論研究アプローチを活用することにより、反応の時間・空間・エネルギーに関する詳細な情報を得ることで、タンパク質の動的構造変化とその化学反応機構を解き明かす。