| 研究課題/領域番号 |
21K06052
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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43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 (2023-2024)
立命館大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
肥後 順一 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 特任教授 (80265719)
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| 研究分担者 |
笠原 浩太 立命館大学, 生命科学部, 助教 (90634965)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 自由エネルギー地形 / generaized ensemble / mD-VcMD / 複合体形成メカニズム / GPCR / RNA / free-energy landscape / bosentan / ribocil / ligand-RNA binding / 分子間結合 / MD シミュレーション / ボセンタン / エンドセリンリセプター / 結合過程 / fly-casting / orientation selection / 自由エネルギー障壁 / conformational selection / 阻害効果 / 効率的立体構造探索 / 膜蛋白質 / 全原子モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
初年度でシミュレーションの大枠を終える（TSUBAME 3.0 使用）。また、基本的な解析プログラムを作成する。シミュレーションを行う計算機プログラム（gromacs）に改良が必要になった場合に、それを行う。
次年度は、追加でシミュレーションが必要になった場合に実行する。解析を開始する。また、引き続き、計算機プログラムに改良を加える。必要に応じて解析プログラムも作成していく。
最終年度は、解析を完了し、それを発表していく。
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| 研究成果の概要 |
私が開発した mD-VcMD 法（multi-dimensional virtual-system coupled molecular dynamics）は、リガンドーリセプタの複合体の立体構造を予測するだけでなく、複合体構造が生成される過程を、熱力学的に妥当な制度で求める方法である。これまでのmD-VcMD法は、複合体構造に関する何らかの情報が与えられていて、それを使う事で高精度の計算ができた。本年度は、複合体構造に関する何らかの情報がなくても高精度の複合体構造を得る方法（CSD mD-VcMD）を考えた。この手法をGPCRらRNAとリガンドの結合に応用し、論文として発表した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多くの計算科学的な複合体立体構造予測法では、複合体構造を予測することだけに注力し、複合体形成過程とそのメカニズムに焦点を当てることは稀である。mD-VcMD 法は、リガンドとリセプターが完全に乖離した配置から計算を開始する。そして複合体形成メカニズムを自由エネルギー地形として導き、最終的に最安定複合体構造を予測する。このような根本的な複合体の研究から、より有用な（結合力の強い、あるいは弱い）複合体を設計できると考えられる。さらに、その後開発したCSD-mD-VcMDは、実験情報を使うことなく非常に柔らかい分子系（例えば RNA）に適用でき、複合体構造予測と自由エネルギー地形を計算できる。
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