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全原子構造探索によるリガンド結合過程の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K18520
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理学
研究機関横浜市立大学

研究代表者

森次 圭  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任准教授 (80599506)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードリガンド結合 / グルタミン結合タンパク質 / グルタミン酸受容体 / 分子動力学シミュレーション / MSES法 / 全原子空間探索 / 全原子構造探索
研究成果の概要

タンパク質などの生体分子は、他のタンパク質や低分子化合物(リガンド)と特異的に相互作用することにより構造を変化させ、シグナル伝達や転写制御といった機能を発揮する。
本研究では、研究代表者が開発したMulti-scale Enhanced Sampling法の適用によりリガンド結合過程の計算機シミュレーションに取り組み、生理学的環境に沿った溶媒中での網羅的な全原子構造探索に成功した。得られた構造アンサンブルから自由エネルギー地形を計算し、受容体タンパク質の大きな構造変化とカップルしたリガンド結合過程の最適パスウェイを、側鎖相互作用形成や脱水和過程といった観点から明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Multiscale enhanced sampling of glucokinase: Regulation of the enzymatic reaction via a large scale domain motion2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Moritsugu, Tohru Terada, Hironori Kokubo, Satoshi Endo, Toshimasa Tanaka, and Akinori Kidera
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 149 ページ: 072314-072314

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the Dnmt1 reader module complexed with a unique two-mono-ubiquitin mark on histone H3 reveals the basis for DNA methylation maintenance.2017

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama S, Nishiyama A, Saeki Y, Moritsugu K Morimoto D, Yamaguchi L, Arai N, Matsumura R, Kawakami T, Mishima Y, Hojo H, Shimamura S, Ishikawa F, Tajima S, Tanaka K, Ariyoshi M, Shirakawa M, Ikeguchi M, Kidera A, Suetake I, Arita K, Nakanishi M
    • 雑誌名

      Mol Cell

      巻: 68 号: 2 ページ: 350-360

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2017.09.037

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Free energy landscape of protein-ligand interactions coupled with protein structural changes2017

    • 著者名/発表者名
      K. Moritsugu, T. Terada, A. Kidera
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 121 号: 4 ページ: 731-740

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b11696

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiscale enhanced sampling for protein systems: An extension via adiabatic separation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Moritsugu, T. Terada, A. Kidera
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 661 ページ: 279-283

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2016.08.075

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coupled Nose-Hoover equations of motions without time scaling2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Fukuda and Kei Moritsugu
    • 雑誌名

      Journal of Physics A

      巻: 50 号: 1 ページ: 015002-015002

    • DOI

      10.1088/1751-8113/50/1/015002

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coupled Nose-Hoover equations of motion to implement a fluctuating heat-bath temperature2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Fukuda and Kei Moritsugu
    • 雑誌名

      Physics Reviews E

      巻: 93 号: 3 ページ: 033306-033306

    • DOI

      10.1103/physreve.93.033306

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Motion Tree delineates hierarchical structure of protein dynamics observed in molecular dynamics simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Moritsugu, Ryotaro Koike, Kouki Yamada, Hiroaki Kato and Akinori Kidera
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10 号: 7 ページ: e0131583-e0131583

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0131583

    • NAID

      120005763400

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大規模計算によるマルチコピーマルチスケールシミュレーションとその応用研究2018

    • 著者名/発表者名
      森次圭
    • 学会等名
      第1回近畿大学生物理工学部HPCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模シミュレーションによるグルコキナーゼ活性化機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      森次圭、寺田透、木寺詔紀
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プロテインキナーゼの立体構造データベース解析2017

    • 著者名/発表者名
      森次圭、西野圭彦、木寺詔紀
    • 学会等名
      第17回蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MULTISCALE ENHANCED SAMPLING FOR GLUCOKINASE2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Moritsugu, Tohru Terada and Akinori Kidera
    • 学会等名
      Conformational Ensembles from Experimental Data and Computer Simulations
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロテインキナーゼの立体構造データベース解析2017

    • 著者名/発表者名
      森次圭、西野圭彦、木寺詔紀
    • 学会等名
      CBI学会2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MSES法によるEGFRキナーゼドメイン活性化の全原子構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      森次 圭、寺田 透、木寺 詔紀
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] MSES シミュレーションとその応用2015

    • 著者名/発表者名
      森次 圭
    • 学会等名
      計算統計物理学研究会第6回研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy landscape of protein-ligand interaction revealed by multiscale enhanced sampling2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Moritsugu
    • 学会等名
      Rare Event Sampling and Related Topics III
    • 発表場所
      統計数理研究所
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energy Landscape of Protein-protein and Protein-ligand Interactions Revealed by Multiscale Enhanced Sampling2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Moritsugu
    • 学会等名
      The 4th IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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