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蛋白質の安定性と相互作用における水の熱力学的役割

研究課題

研究課題/領域番号 16041235
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州工業大学

研究代表者

皿井 明倫  九州工業大学, 情報工学部, 教授 (20221286)

研究分担者 上平 初穂  筑波物質情報研究所, 生物物理部, 研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
2005年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2004年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード蛋白質の安定性 / 相互作用 / 熱力学 / 水 / 蛋白質 / 安定性
研究概要

蛋白質の安定な構造形成や相互作用には構造的特性だけでなく熱力学特性も重要な役割を果たす。本研究では、蛋白質の構造安定性および核酸との相互作用について解析を行い、以下のような成果を得た。
1.本研究をすすめるための基盤となるデータベースの整備を継続し、新規のデータの収集、データベースの機能強化などの研究開発を行った。蛋白質熱力学データベースには新たに2,000件余り、蛋白質・核酸相互作用熱力学データベースには約1,300件のデータを追加した。これらの熱力学情報は、構造、配列、機能などの情報と統合した。
2.蛋白質とその相互作用の熱力学データベースを利用して、蛋白質のアミノ酸変異がもたらす構造的特性や安定性への影響の相関や、蛋白質・核酸相互作用に伴う熱容量変化と溶媒接触表面積の変化の間の関係などをできるだけ多くの系について体系的に調べ、蛋白質の変性と蛋白質・核酸相互作用との熱力学的性質の違い、蛋白質、核酸の物性や溶媒の役割などを考察した。蛋白質のアミノ酸変異では、野生型と変異型の両方の構造が存在する1,400個余りの蛋白質について、構造と安定性の関係を体系的に解析した。
3.蛋白質・DNA認識における構造、物性と機能の関係を詳しく解析するため、最新の蛋白質・DNA複合体の多数の構造データを収集し、その統計的な解析からアミノ酸と塩基の相互作用の経験的な統計ポテンシャル、相互作用エネルギーとDNAの構造エネルギー、及び、結合の特異性を定量的に求めた。この方法で多くの蛋白質・DNA複合体を解析したところ、認識のメカニズムに多様性のあることがわかった。一方、このような経験的な方法を補うため、今年度はDNAの分子動力学シミュレーションを行い、DNAの配列に依存したダイナミックスや柔軟性などの物性が蛋白質・DNA認識の特異性に果たす役割をくわしく解析した。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (10件)

  • [雑誌論文] ProTherm and ProNIT : Thermodynamic Databases for Proteins and Protein-Nucleic Acid Interactions2006

    • 著者名/発表者名
      M.D.Shaji Kumar, K.A.Bava, M.M.Gromiha, P.Prabakaran, K.Kitajima, H.Uedaira, A.Sarai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 34

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Sequence-Dependent Conformational Energy of DNA Derived from Molecular Dynamics Simulations : Toward Understanding the Indirect Readout Mechanism in Protein-DNA Recognition2005

    • 著者名/発表者名
      M.J.Arauzo-Bravo, S.Ahmad, S.Fujii, H.Kono, A.Sarai
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 16074-16089

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Protein-DNA Recognition Patterns and Predictions2005

    • 著者名/発表者名
      A.Sarai, H.Kono
    • 雑誌名

      Ann.Rev.Biophys.Biomol.Struct. 34

      ページ: 379-398

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Diamond STING : an expanded functionality for the STING suite of programs allowing the comprehensive sequence/structure/function/stability analysis with added capability for handling local files2005

    • 著者名/発表者名
      G.Neshich, et al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 33

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] PSSM-based prediction of DNA binding sites in proteins2005

    • 著者名/発表者名
      S.Ahmad, A.Sarai
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics 6

      ページ: 33-33

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Integration of Bioinformatics and Computational Biology to Understand Protein-DNA Recognition Mechanism2005

    • 著者名/発表者名
      A.Sarai, J.Siebers, S.Selvaraj, M.M.Gromiha, H.Kono
    • 雑誌名

      J.Bioinf.Compt.Biol. 3

      ページ: 169-183

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamic database for biomolecules2004

    • 著者名/発表者名
      H.Uedaira, A.Sarai
    • 雑誌名

      Comprehensive Handbook of Calorimetry and Thermal Analysis

      ページ: 276-279

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal stability and function of Myb protein2004

    • 著者名/発表者名
      A.Sarai, P Prabakaran, H.Uedaira
    • 雑誌名

      Comprehensive Handbook of Calorimetry and Thermal Analysis

      ページ: 280-284

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal stability and function of Myb protein2004

    • 著者名/発表者名
      H.Uedaira, A.Sarai
    • 雑誌名

      Comprehensive Handbook of Calorimetry and Thermal Analysis

      ページ: 422-424

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Intermolecular and Intramolecular Readout Mechanisms in Protein-DNA Recognition2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.Gromiha, J.G.Siebers, S.Selvaraj, H.Kono, A.Sarai
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 337

      ページ: 285-294

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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