| 研究課題/領域番号 |
18K05072
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
森 聖治 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (50332549)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 量子化学計算 / QM/MM法 / 分子動力学シミュレーション / 反応機構 / 酵素 / 非共有結合性相互作用 / 非共有結合相互作用 / QM/MM計算 / 天然有機化合物 / ビリン還元酵素 / 分子動力学計算 / プロトン化状態 / プロスタグランジン合成酵素 / 酵素反応機構 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、酸化還元反応や異性化反応を司る天然物生合成の位置選択的酵素反応機構を、計算化学的手法と情報科学的手法を用いて解明することを目的とする。
3α-ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ(3α-HSD)という酵素の一つは、還元型NADP存在下において、前立腺がんを引き起こす原因となる5α-ジヒドロテストステロンを人体に無害な3α-アンドロスタンジオールへとヒドリド還元する。我々は分子動力学シミュレーション及び結果のクラスタリング解析、ONIOM法を用いた還元反応経路のQM/MM計算を行い、学術誌論文として採択された。また、天然有機化合物（トリテルペン類）の絶対立体配置の決定に寄与した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で明らかになった反応機構や、酵素のアミノ酸残基と補因子の間に働く非共有結合性相互作用によって、酵素反応にかかわる酵素自身のアミノ酸残基を変異させ制御することによるタンパク質エンジニアリングや、酵素のモデル化合物を用いることによる人工酵素の設計、遷移状態アナログに基づく薬剤の開発にも役立つことが期待される。
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