| 研究課題/領域番号 |
21H02056
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
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| キーワード | タンパク質 / 正準分子軌道計算 / 密度汎関数法 / 正準分子軌道 / タンパク質工学 / タンパク質性能改変 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、タンパク質の分子軌道を制御している機構を明らかにすることで、化学的根拠に基づいたタンパク質改変の基盤技術を構築する。
・本申請者らが開発した標準のハイブリッド密度汎関数法に基づく正準分子軌道法を用いて、タンパク質の分子軌道の形状を系統的に分析・解析する。タンパク質の全ての分子軌道を計算できるソフトは他にない。
・どのアミノ酸残基が活性中心に影響を及ぼしているかを明らかにする方法を提案・検証する。
・タンパク質工学に適したアミノ酸残基置換法で、量子化学的根拠を以ってタンパク質の性能改変を解析・予測する。
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| 研究成果の概要 |
タンパク質正準分子軌道の経験から分子軌道が広範囲に広がるものと、局在化するものが存在することを見出した。タンパク質の正準分子軌道とその物性を理解するため、大規模なタンパク質正準分子軌道計算結果を解析する手法をいくつか開発し、解析を行なった。これにより、タンパク質正準分子軌道の広がり方や相互作用を網羅的かつ客観的に調査することが可能となった。これらの知見は量子効果に基づく新しいタンパク質設計の基盤技術を構築し、タンパク質の設計とその応用に新たな可能性を開くものと期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
成果成果を公開するものとして論文・研究発表などのほか、開発した手法・アルゴリズムはインターネット上ですでに公開しているProteinDFやQCLObotに実装している。これらはGNU GPL v3ライセンスのもとオープンソースとして公開しており、自由に利用できる。
本研究の成果は、タンパク質に限らずさまざまな含金属・非金属物質および材料系に適用可能であり、大規模正準分子軌道計算の解析法の一つとして大いに利用されるものと考えている。
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