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分子動力学法による翻訳後修飾を伴った天然変性領域の分子認識メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J07112
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理学
研究機関大阪大学

研究代表者

飯田 慎仁  大阪大学, 蛋白質研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2017年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード分子動力学 / 天然変性蛋白質 / 拡張アンサンブル / 分子シミュレーション / 蛋白質間相互作用 / 分子動力学法 / 拡張アンサンブル法 / 自由エネルギー地形
研究実績の概要

蛋白質のディスオーダー領域(IDR)は、パートナー分子を認識するときに柔軟な結合様式を使用する。パートナー分子へのIDRの結合は折り畳みを伴い、複合体の形成にはしばしば様々な結合立体配座が許容されることが示唆されている。
本研究では、代表的なIDRとして、S100Bと相互作用するIDRであるp53 C末端ドメイン(CTDf)の相互作用を調べた。 S100Bとの複合体におけるCTDfの3D構造は以前に報告されているが、特異的相互作用は物議を醸すままであった。これらの相互作用を明らかにするために、効果的な構造サンプリングを可能にする分子動力学計算(仮想系と共役したマルチカノニカル分子動力学法)を行った。
我々のシミュレーションから以下のことが明らかとなった。CTDfおよびS100Bを含む系はマルチモーダルな構造分布で特徴付けられた。つまり、CTDfがS100Bに結合すると様々な複合体構造を形成することを示している。我々の結果は、以前の研究で観察された化学シフト摂動と核Overhauser効果と一致していることを確認した。さらに、結合および単離状態におけるCTDfの立体配座エントロピーを計算した。これらのCTDfエントロピーの比較は、CTDfがS100Bへの結合時に立体配座多様性のさらなる増加を示した。結合によるそのようなエントロピー獲得は、IDRのための複合体形成の重要な特徴を含んでいるだろう。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Multimodal Structural Distribution of the p53 C-Terminal Domain upon Binding to S100B via a Generalized Ensemble Method: From Disorder to Extradisorder2019

    • 著者名/発表者名
      Iida Shinji、Kawabata Takeshi、Kasahara Kota、Nakamura Haruki、Higo Junichi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation

      巻: 15 号: 4 ページ: 2597-2607

    • DOI

      10.1021/acs.jctc.8b01042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Extra-Disordered State of p53 C-terminal Domain2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji IIDA
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Clarification of molecular recognition for the intrinsically disordered region, p53 C-terminal domain2017

    • 著者名/発表者名
      S. Iida, K. Kasahara, H. Nakamura, J. Higo
    • 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] 天然変性領域である p53C 末端ドメインの、分子認識メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      飯田慎仁、中村 春木、肥後 順一
    • 学会等名
      第5回蛋白質間相互作用研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Coupled folding and binding of a p53 disordered region investigated via molecular dynamics simulation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Iida, H. Nakamura, J. Higo
    • 学会等名
      Kickoff Meeting (JSPS Symposium) for the ZIAM/GBB and ISIR/IPR collaboration at University of Groningen
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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