| 研究領域 | ３Ｄ活性サイト科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
26105012
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 広島市立大学 (2015-2018)
大阪大学 (2014) |
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研究代表者 |
鷹野 優 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30403017)
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| 研究分担者 |
石北 央 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00508111)
兼松 佑典 広島市立大学, 情報科学研究科, 研究員 (10765936)
米澤 康滋 近畿大学, 先端技術総合研究所, 教授 (40248753)
齋藤 徹 広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (80747494)
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| 研究協力者 |
重田 育照
神谷 克政
庄司 光男
近藤 寛子
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
41,470千円 (直接経費: 31,900千円、間接経費: 9,570千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2016年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2015年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 活性サイト / 金属タンパク質 / ヘムタンパク質 / 光合成光化学系II / 分子シミュレーション / QM/MM計算 / 構造機能相関 / 分子動力学法 / 半経験的分子軌道法 / 密度汎関数法 / 光化学系II / レアイベント / ヘム |
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| 研究成果の概要 |
金属タンパク質は、タンパク質が活性サイトを制御することで、高い触媒能、多機能性などの優れた特性を可能にする。本研究課題では、金属タンパク質として、特にヘムタンパク質における活性サイトの多機能性と光合成光化学系II（PSII）の優れた触媒特性に着目した。これらの解明・応用に向けて、【課題１】「３Ｄ活性サイトの分子構造・電子状態の精緻化」、【課題２】「金属タンパク質の機能発現要素の抽出」、【課題３】「抽出された機能発現要素を用いた物質デザイン」を掲げ研究を遂行した。課題に取り組む中で、分子シミュレーション法の開発、活性サイトの構造や機能発現機構の解明、活性サイト設計について進展させることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PSIIのMn4CaO5錯体における水分解・酸素発生反応機構の解明に関しては、機構を利用した人工光合成の開発に大きく寄与し、エネルギー問題の解決につながるものと考えられる。また、ヘムの構造歪みに関する理論計算および統計解析により得られた結果は、ヘムタンパク質の演繹的な設計を可能にし、これまで経験的・網羅的であったバイオ材料設計から演繹的バイオ材料設計へとつながるものであろう。さらには、新たに開発された分子シミュレーション技術は金属タンパク質の機能発現に重要な構造変化をとらえることができ、生体分子の機能発現機構要素の詳細な理解にいたると期待できる。
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