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タンパク質合成におけるアミノ酸の高精度選択機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K18532
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理学
研究機関北里大学 (2017-2018)
分子科学研究所 (2016)

研究代表者

森 義治  北里大学, 薬学部, 助教 (90646928)

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
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードスレオニルtRNA合成酵素 / 分子動力学シミュレーション / 配列解析 / 共変異解析 / 結合親和性 / 結合自由エネルギー / リガンド選択性 / アミノアシルtRNA合成酵素 / タンパク質合成 / 共変異 / スレオニン / 構造サンプリング / アミノ酸 / 分子シミュレーション / 分子動力学 / 生物物理 / 蛋白質 / 生体分子 / 酵素反応 / 化学物理
研究成果の概要

本課題ではアミノ酸をtRNAに結合させるタンパク質であるアミノアシルtRNA合成酵素を研究対象とした。このタンパク質はタンパク質合成の精度を保証するために必要である。間違ったアミノ酸を結合させることはタンパク質の品質を下げることから,適切なアミノ酸のみを結合させなければならないが,この機構はよく分かっていなかった。本課題では,アミノアシルtRNA合成酵素において適切なアミノ酸のみがなぜ選択されるのかということに対する分子機構を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題の研究成果を出すにあたって,計算生物学における様々な手法を用いた。例えば分子科学分野における分子動力学シミュレーションや量子化学計算,バイオインフォマティクスにおける配列解析を行った。これらの手法の融合により,物理化学的および生物学的な理解を同時に得ることができるようになった。
また本課題の対象となったタンパク質は細菌に対する抗生物質の対象となっており,アミノ酸の結合機構を理解することは,このような薬物の作用機序に対する新しい理解をもたらすことになると期待される。

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

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Antigen-dependent fluorescence response of anti-c-Myc Quenchbody studied by molecular dynamics simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Mori, Hisashi Okumura, Takayoshi Watanabe, Takahiro Hohsaka
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 698 ページ: 223-226

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.03.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational changes of ubiquitin under high pressure conditions: A pressure simulated tempering molecular dynamics study2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Mori, Yuko Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry

      巻: 38 号: 15 ページ: 1167-1173

    • DOI

      10.1002/jcc.24767

    • 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] 高圧力状態でのサンプリング効率を高める拡張アンサンブル法と生体分子系への応用2017

    • 著者名/発表者名
      森 義治
    • 雑誌名

      アンサンブル

      巻: 19 ページ: 189-194

    • NAID

      130007426972

    • 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
  • [学会発表] 分子動力学法と配列解析を用いたタンパク質―リガンド相互作用の研究2019

    • 著者名/発表者名
      森義治,竹田-志鷹真由子,奥村久士
    • 学会等名
      第8回日本生物物理学会関東支部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アミノ酸をリガンドとする酵素における選択的リガンド結合機構2019

    • 著者名/発表者名
      森義治,竹田-志鷹真由子,奥村久士
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ThrRSに対するスレオニンの結合親和性に関する研究:分子シミュレーションと配列保存性による解析2018

    • 著者名/発表者名
      森義治,竹田-志鷹真由子,奥村久士
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Amino-acid selection in aminoacyl-tRNA synthetase studied by molecular dynamics simulations2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Mori and Hisashi Okumura
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      University of Tokyo, Meguro, Tokyo
    • 年月日
      2017-01-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スレオニルtRNA合成酵素において高度に保存されたアミノ酸とその機能の物理化学的考察2017

    • 著者名/発表者名
      森義治,竹田-志鷹真由子,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] スレオニルtRNA合成酵素における天然リガンドと類似化合物との相互作用解析2017

    • 著者名/発表者名
      森義治,竹田-志鷹真由子,奥村久士
    • 学会等名
      第45回構造活性相関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法と配列解析による thrRS とスレオニン の結合親和性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      森義治,竹田-志鷹真由子,奥村久士
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノアシルtRNA合成酵素での基質結合における自由エネルギー計算と分子構造からの考察2016

    • 著者名/発表者名
      森義治、奥村久士
    • 学会等名
      第30回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical study on the molecular mechanism of amino-acid selection in threonyl-tRNA synthetase2016

    • 著者名/発表者名
      森義治、奥村久士
    • 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] スレオニルtRNA合成酵素のアミノ酸選択機構に関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      森義治、奥村久士
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法によるスレオニルtRNA合成酵素におけるアミノ酸結合機構の研究2016

    • 著者名/発表者名
      森義治、奥村久士
    • 学会等名
      第43回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スレオニルtRNA合成酵素におけるスレオニン結合機構:分子動力学シミュレーションによる研究2016

    • 著者名/発表者名
      森義治、奥村久士
    • 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
  • [備考]

    • URL

      http://kerid-web.kitasato-u.ac.jp/Profiles/107/0010662/profile.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://researchmap.jp/y_mori

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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