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分子階層でのシミュレーション基盤技術研究

計画研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 22136005
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関東北大学

研究代表者

木下 賢吾  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (60332293)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
62,660千円 (直接経費: 48,200千円、間接経費: 14,460千円)
2014年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2013年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2012年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2011年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2010年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
キーワードイオンチャネル / 構造モデリング / 分子動力学法 / 多階層シミュレーション / 生命情報科学 / 膜タンパク質 / ブラウニアン動力学
研究成果の概要

多くのシステムバイオロジー的アプローチでは、個々の機能分子が過度に抽象化され分子としての実体を失った情報としてしか扱われない。その結果、変異の影響や薬剤との相互作用等を論じることが困難になっている。そこで、本研究では他の階層とのつながりを意識しつつ、分子レベルでの計算基盤の構築を行った。具体的には、チャネルタンパク質をターゲットとしたモデル構築手法の開発、長時間分子動力学シミュレーションの結果の解析法の開発、変異体のシミュレーションプロトコルの開発を行った。

報告書

(6件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 8件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Okamura Y, Aoki Y, Obayashi T, Tadaka S, Ito S1, Narise T, Kinoshita K.2015

    • 著者名/発表者名
      Okamura Y, Aoki Y, Obayashi T, Tadaka S, Ito S1, Narise T, Kinoshita K.
    • 雑誌名

      Nucleic Acid Res

      巻: 43 号: D1 ページ: D82-D86

    • DOI

      10.1093/nar/gku1163

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Blind prediction of interfacial water positions in CAPRI2014

    • 著者名/発表者名
      Lensink MF, et al
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 82 号: 4 ページ: 620-632

    • DOI

      10.1002/prot.24439

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GIANT: pattern analysis of molecular interactions in 3D structures of protein-small ligand complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Kasahara K and Kinoshita K
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 15 号: 1 ページ: 12-12

    • DOI

      10.1186/1471-2105-15-12

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATTED-II in 2014: Evaluation of Gene Coexpression in Agriculturally Important Plants2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Obayashi, Yasunobu Okamura, Satoshi Ito, Shu Tadaka, Yuichi Aoki, Matsuyuki Shirota and Kengo Kinoshita
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology

      巻: 55 号: 1 ページ: e6-e6

    • DOI

      10.1093/pcp/pct178

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive classification and diversity assessment of atomic contacts in protein-small ligand interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Kasahara K
    • 雑誌名

      J Chem Inf Model

      巻: 53 号: 1 ページ: 241-248

    • DOI

      10.1021/ci300377f

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion concentration-dependent ion conduction mechanism of a voltage-sensitive potassium channel2013

    • 著者名/発表者名
      Kasahara K
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 号: 2 ページ: e56342-e56342

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0056342

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic features of homodimer interfaces calculated by normal-mode analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Y
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 21 号: 10 ページ: 1503-1513

    • DOI

      10.1002/pro.2140

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Community-wide assessment of protein-interface modeling suggests improvements to design methodology2011

    • 著者名/発表者名
      SJ Fleishman, TA Whitehead, EM Strauch, JE Com, S Qin, HX Zhou, JC Mitchell, ON Demerdash, M Takeda-Shitaka, G Terashi, IH Moal, X Li, PA Bates, M Zacharias, H Park, JS Ko, H Lee, C Seok, T Bourquard, J Bernauer, A Poupon, J Aze, S Soner, SK Ovali, P Ozbek, NB Tal, T Haliloglu, H Hwang, T Vreven, BG Pierce, Z Weng, L Perez-Cano, C Pons, J Fernandez-Recio, F Jiang, F Yang, X Gong, L Cao, X Xu, B Liu, P Wang, C Li, C Wang, CH Robert, M Guharoy, S Liu, Y Huang, L Li, D Guo, Y Chen, Y Xiao, N London, Z Itzhaki, O Schucler-Furman, Y Inbar, V Potapov, M Cohen, G Schreiber, Y Tsuchiya, E Kanamori, DM Standley, H Nakamura, K Kinoshita, CM Driggers, RG Hall, JL Morgan, VL Hsu, J Zhan, Y Yang, Y Zhou, PL Kastritis, AM Bonvin, W Zhang, CJ Camacho, KP Kilambi, A Sircar, JJ Gray, M Ohue, N Uchikoga, Y Matsuzaki, T Ishida, Y Akiyama, R Khashan, S Bush, D Fouches, A Tropsha, J Esquivel-Rodriguez, D Kihara, PB Stranges, R Jacak, B Kuhlman, SY Huang, X Zou, SJ Wodak, J Janin, D Baker
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: volume414 ページ: 289-382

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessing the utility of gene co-expression stability in combination with correlation in the analysis of protein-protein interaction networks2011

    • 著者名/発表者名
      A Patil, K Nakai, K Kinoshita
    • 雑誌名

      BMC genomics

      巻: 12 号: Suppl 3 ページ: S19-S19

    • DOI

      10.1186/1471-2164-12-s3-s19

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absolute quality evaluation of protein model structures using statistical potentials with respect to the native and reference states2011

    • 著者名/発表者名
      M Shirota, T Ishida, K Kinoshita
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 79 号: 5 ページ: 1550-1563

    • DOI

      10.1002/prot.22982

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] COXPRESdb : a database to compare gene coexpression in seven model animals2011

    • 著者名/発表者名
      T Obayashi, K Kinoshita
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res

      巻: 39

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand-binding site prediction of proteins based on known fragment-fragment interactions2010

    • 著者名/発表者名
      K Kasahara, K Kinoshita, T Takagi
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 26 ページ: 1493-1499

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゲノム情報解析の現状と課題2014

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      次世代PGSフォーラム設立記念シンポジウム
    • 発表場所
      品川プリンスホテル
    • 年月日
      2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質機能解析に向けた立体構造情報の活用基盤の構築2014

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the ion permeation mechanism of Kv1.2 using the molecular dynamics simulations of a single point mutant2014

    • 著者名/発表者名
      近藤寛子,城田松之,笠原浩太,齊藤俊幸,木下賢吾
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム解析による個別化予防に向けた情報科学の挑戦2014

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      生体医工学大会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模ゲノム解析研究に必要なスパコン環境の構築2014

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      バイオスーパーコンピューティング東北
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-06-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of descriptors of protein-ligand binding sites with genetic algorithm2013

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamura, Kasahara Kota, Matsuyuki Shirota, Kengo Kinoshita
    • 学会等名
      第2回 生命医薬情報学連合大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質低分子結合部位の予測に向けた結合部位多様性の解析2012

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] K+チャネルにおける溶液イオン濃度依存なイオン透過機構スイッチングに関する分子動力学的解析2012

    • 著者名/発表者名
      笠原浩太
    • 学会等名
      蛋白質科学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-06-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Kota Kasahara, Matsuyuki Shirota, Kengo Kinoshita, GIANT: a web-based application for analyzing three-dimensional structure data of protein-ligand complexes2012

    • 著者名/発表者名
      Kasahara K
    • 学会等名
      JUCP-III
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 次世代生命科学研究に必要な計算機インフラについて2012

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      データ駆動型生命情報科学の挑戦
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-05-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Seeing in silico is believing, Brief introduction and some recent topics in bioinformatics2011

    • 著者名/発表者名
      K Kinoshita
    • 学会等名
      The 12^<th>, RIES-Hokudai International Symposium
    • 発表場所
      Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Illuminating the background and capabilities of statistical potentials of protein structures2011

    • 著者名/発表者名
      M Shirota, K Kinoshita
    • 学会等名
      The 11th KIAS Conference on Protein Structure and Function
    • 発表場所
      Korea Institute for Advanced Study, Seoul, Korea(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Behavior of potassium ions around the potassium channel in relation to permeation events

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Saito, Kota Kasahara, Matsuyuki Shirota, Hiroko Kondo, Kengo Kinoshita
    • 学会等名
      生物物理学会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In-Silico Approach to Predict the Biological and Biochemical Functions of Uncharacterized Genes.

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kinoshita
    • 学会等名
      NIH-Tohoku University-JSPS Symposium
    • 発表場所
      宮城
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命科学ビッグデータへの情報科学の挑戦

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 学会等名
      東北大学電気・情報東京フォーラム2013
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 計算科学4巻計算と生命2012

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] トランスポートソームの世界2011

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾(金井好克、竹島浩、森泰生、久保義弘編)
    • 出版者
      京都廣川書店
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Protein function prediction for omics era (chapter 11)2011

    • 著者名/発表者名
      K Kinoshita, T Obayashi
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] COXPRESdb:共発現データに基づいた機能関連遺伝子の探索(遺伝子医学MOOK)2011

    • 著者名/発表者名
      大林武、木下賢吾
    • 出版者
      メディカルドゥ
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] タンパク質の立体構造入門(基礎から構造バイオインフォマティクスヘ)4章と6.3(節藤博幸編)2010

    • 著者名/発表者名
      木下賢吾
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] GIANT

    • URL

      https://giant.hgc.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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