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速度データと天然構造の相関解析による蛋白質フォールディングの遷移状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K07314
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関東京大学

研究代表者

桑島 邦博  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (70091444)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードフォールディング / 速度論 / 遷移状態 / 蛋白質 / 生物物理
研究成果の概要

本研究では、(1) 温度補正を取り入れ,標準温度(25℃)におけるフォールディング速度定数をまとめたデータベースを構築し,インターネット上に公開した。(2) フォールディング反応の遷移状態における構造形成度を表すΦ値と蛋白質の構造的特性との間の相関解析を行なった。α型蛋白質16種の343箇所におけるΦ値を調べ,構造特性と遷移状態における臨界構造との関係を明らかにした。(3)フォールディング速度定数とさまざまな構造特性との間の関係について調べた学術文献を調査し,見かけ上異なって見える,二状態と非二状態フォールディング反応が,本質的に同一の物理原理に従っていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

蛋白質フォールディング機構の研究は,蛋白質の間違ったフォールディングによって引き起こされる,ヒトの様々なフォールディング病(アルツハイマー病,白内障,クロイツフェルト・ヤコブ病,パーキンソン病,II型糖尿病など多数)などの原因解明や治療法の構築の応用研究に役立つと期待される,基盤的な研究である。本研究で構築されたデータベースは,蛋白質フォールディングの計算機シミュレーションや理論研究の研究者によって,広く活用されることが期待される。本研究で実施された,Φ値やフォールディング速度と構造特性との間の相関解析は,本データベースを活用するための事例研究として用いることも出来る。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Korea Institute for Advanced Study(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 韓国高等科学院(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 韓国高等科学院(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 韓国高等科学院(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The Molten Globule, and Two-State vs. Non-Two-State Folding of Globular Proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima Kunihiro
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 3 ページ: 407-407

    • DOI

      10.3390/biom10030407

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of the Structural Ensemble of the Molten Globule State of a Protein by Computer Simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Masahiro、Kajikawa Yukihito、Kuwajima Kunihiro、Dobson Christopher M.、Okamoto Yuko
    • 雑誌名

      Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics

      巻: in press 号: 8 ページ: 635-645

    • DOI

      10.1002/prot.25688

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring the Folding Mechanism of Small Proteins GB1 and LB12019

    • 著者名/発表者名
      Cheng Qianyi、Joung InSuk、Lee Juyong、Kuwajima Kunihiro、Lee Jooyoung
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation

      巻: 15 号: 6 ページ: 3432-3449

    • DOI

      10.1021/acs.jctc.8b01163

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PFDB: A standardized protein folding database with temperature correction2019

    • 著者名/発表者名
      Manavalan Balachandran、Kuwajima Kunihiro、Lee Jooyoung
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36992-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Overlapping Region between the Two Terminal Folding Units of the Outer Surface Protein A (OspA) Controls Its Folding Behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Makabe Koki、Nakamura Takashi、Dhar Debanjan、Ikura Teikichi、Koide Shohei、Kuwajima Kunihiro
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 430 号: 12 ページ: 1799-1813

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2018.04.025

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An overlapping region between the two terminal folding units of the outer surface protein A (OspA) controls its folding behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Makabe Koki、Nakamura Takashi、Dhar Debanjan、Ikura Teikichi、Koide Shohei、Kuwajima Kunihiro
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation of the chaperonin complex studied by 2D NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Toshio、Nakamura Takashi、Yanaka Saeko、Yagi-Utsumi Maho、Chandak Mahesh S.、Takahashi Kazunobu、Paul Subhankar、Makabe Koki、Arai Munehito、Kato Koichi、Kuwajima Kunihiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 10 ページ: 187022-187022

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0187022

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The problem of protein folding2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima, K.
    • 学会等名
      The 10th Toyota RIKEN International Workshop on Science of Life Phenomena
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The H/D-exchange kinetics of unfolded ubiquitin in 6 M GdmCl studied by the DMSO-quenched 2D NMR techniques2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima, K., Yagi-Utsumi, M., Yanaka, S. & Kato, K.
    • 学会等名
      The 19th KIAS Conference on Protein Structure and Function
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Are there any correlations between mutational φ values and structural properties in all α two-state proteins?2018

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Kuwajima
    • 学会等名
      The 18th KIAS Conference on Protein Structure and Function
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Folding mechanism of Borrelia burgdorferi Osp A, a dumbbell-shaped two-domain protein2017

    • 著者名/発表者名
      Makabe, K. & Kuwajima, K.
    • 学会等名
      The 3rd Korean-Polish Conference on Protein Folding: Theoretical and Experimental Approaches
    • 発表場所
      Jeongsun-kun (Korea)
    • 年月日
      2017-02-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An overlapping region between the two terminal folding units of outer surface protein A (OspA) controls its folding behavior2017

    • 著者名/発表者名
      真壁幸樹,桑島邦博
    • 学会等名
      The 7th Conference on Protein Structure and Function
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Problem of Protein Folding2017

    • 著者名/発表者名
      桑島邦博
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relationship between the folding rate and structure-based parameters of globular proteins2016

    • 著者名/発表者名
      Manavalan, B., Kuwajima, K. & Lee, J.
    • 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] The problem of protein folding2016

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima, K., Manavalan, B. & Lee, J.
    • 学会等名
      The 16th KIAS Conference on Protein Structure
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relationship between the folding rate and structure-based parameters of globular proteins2016

    • 著者名/発表者名
      Manavalan, B., Kuwajima, K. & Lee, J.
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The problem of protein folding2016

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima, K., Manavalan, B. & Lee, J.
    • 学会等名
      The 2nd Polish-Korean Conference on Protein Folding: Theoretical and Experimental Approaches
    • 発表場所
      Gdansk (Poland)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] PFDB: A standardized protein folding database

    • URL

      http://lee.kias.re.kr/~bala/PFDB/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 球状蛋白質フォールディイング速度のデータベース

    • URL

      http://lee.kias.re.kr/~bala/PFDB/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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