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新たなpH一定のシミュレーションによるアミロイドβのオリゴマー形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K18531
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

伊藤 暁  分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (90595381)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードアミロイド線維 / 分子シミュレーション / アミロイド / 生物物理 / 生体分子
研究成果の概要

アミロイドベータペプチド(Abeta)のフラグメントであるAbeta(29-42)のオリゴマー形成過程をクーロンレプリカ置換分子動力学シミュレーションを用いて調べた。シミュレーションの結果、Abeta(29-42)が水中にバラバラに存在する単量体状態から各分子が順次集まることで四量体が形成されることが明らかとなった。
また、全長のAbetaの二量体形成過程を明らかにするためにクーロンレプリカ置換分子動力学シミュレーションを行った。その結果、分子内ベータシート構造が分子間ベータシート構造(二量体)の形成を促進することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アミロイドベータペプチド(Abeta)が形成するオリゴマーはアルツハイマー病との関連が指摘されており、アルツハイマー病を克服するためにはオリゴマー形成過程の解明は不可欠である。本研究によりAbetaのオリゴマー形成初期過程を原子レベルで明らかにした。本研究を発展させることでアルツハイマー病の治療薬開発に貢献できると考える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Effects of a Hydrophilic/Hydrophobic Interface on Amyloid-β Peptides Studied by Molecular Dynamics Simulations and NMR Experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Itoh Satoru G.、Yagi-Utsumi Maho、Kato Koichi、Okumura Hisashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 123 号: 1 ページ: 160-169

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b11609

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oligomer formation of amyloid-β(29-42) from its monomers using the Hamiltonian replica-permutation molecular dynamics simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh and Hisashi Okumura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 120 号: 27 ページ: 6555-6561

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b03828

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of TRPA1 inhibition by HC-030031 utilizing species-specific differences.2016

    • 著者名/発表者名
      Gupta R, Saito S, Mori Y, Itoh S, Okumura H, Tominaga M.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 37460-37460

    • DOI

      10.1038/srep37460

    • 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] Structural and fluctuational difference between two ends of Aβ amyloid fibril: MD simulation predicts only one end has open conformations2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Okumura and Satoru G. Itoh
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 38422-38422

    • DOI

      10.1038/srep38422

    • 関連する報告書
      2016 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] 水溶液表面及び水中でのAβ単量体に関する 分子動力学シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 暁、奥村 久士
    • 学会等名
      第21回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Aβ40とAβ42の二量体形成における違いに関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 暁、奥村 久士
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulations of a full-length amyloid-β peptide at a hydrophobic/hydrophilic interface2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh
    • 学会等名
      The 22th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハミルトニアンレプリカ置換分子動力学シミュレーションによるAβ40 とAβ42 の二量体形成2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 暁、奥村 久士
    • 学会等名
      第32回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Oligomer formation of Aβ(29-42) by Coulomb replica-permutation molecular dynamics simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh, Hisashi Okumura
    • 学会等名
      Asian Biophysics Association Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミロイドβペプチドの全原子分子動力学シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁
    • 学会等名
      第1回松山道後・分子論セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レプリカ置換法とそのアミロイドβペプチドへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁
    • 学会等名
      凝集系の理論化学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oligomerization pathway of Abeta fragments by the Hamiltonian replica-permutation method2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh, Hisashi Okumura
    • 学会等名
      11th European Biophysics Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replica-permutation method: efficient sampling for biomolecules2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh
    • 学会等名
      阪大ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oligomerization pathway of amyloid-beta fragments studied by the Hamiltonian replica-permutation method2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh
    • 学会等名
      The 21th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering
    • 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] ハミルトニアンレプリカ置換分子動力学シミュレーションによるAβ全長の二量体構造2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁、奥村久士
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Dimerization of full-length Abeta peptides by the Hamiltonian replica-permutation method2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh, Hisashi Okumura
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Replica-permutation method to obtain efficient sampling for biomolecules2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh
    • 学会等名
      The 2017 EMN Meeting on Computation and Theory
    • 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] Oligomer Formation Process of Abeta Fragments by Hamiltonian Replica-Permutation Methods2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh, Hisashi Okumura
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Computational Physics
    • 発表場所
      Macau, China
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oligomerization of Abeta(29-42) using Hamiltonian replica-permutation MD simulations2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh
    • 学会等名
      2017 NCTS March Workshop on Critical Phenomena and Complex Systems
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 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] Hamiltonian replica-permutation molecular dynamics simulation studies on the oligomerization of amyloid-beta fragments2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru G. Itoh, Hisashi Okumura
    • 学会等名
      The 26th IUPAP International Conference on Statistical Physics
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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