| 研究課題/領域番号 |
22K06171
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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43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00779340)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 膜結合タンパク質 / 細胞膜 / 分子動力学シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞内シグナル伝達に関与する膜結合タンパク質の多くは，膜に結合するためのリン脂質結合ドメインを含むいくつかの構造ドメインを有しているが，細胞膜上におけるそれらマルチ構造ドメインの挙動および脂質分子認識機構，タンパク質間相互作用は不明な点が多い．本研究ではマルチスケール分子動力学シミュレーションを行い，生体膜上での膜結合タンパク質の挙動や脂質認識，タンパク質同士の相互作用について分子レベルで研究を行う．
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| 研究実績の概要 |
細胞内シグナル伝達に関与する膜結合タンパク質の多くは，膜に結合するためのリン脂質結合ドメインを含むいくつかの構造ドメインを有しているが，細胞膜上におけるそれらマルチ構造ドメインの挙動および脂質分子認識機構，タンパク質間相互作用は不明な点が多い．本研究では，マルチスケール分子動力学シミュレーションを行い，生体膜上での膜結合タンパク質の挙動や脂質認識，タンパク質同士の相互作用について分子レベルで明らかにすることを目的としている．
今年度は，昨年度に引き続き，Aktタンパク質の全長立体構造を利用し，タンパク質/生体膜(PIP3脂質含有)/水/イオン系の粗視化分子動力学シミュレーションを行った．Aktの脂質認識機構，生体膜表面において取りうるAktの4つの結合状態や，各状態のAKT周辺におけるPIP3の密度分布特性が明らかとなった．最も安定的な構造は，AKTのPHドメインの塩基性残基がPIP3と相互作用し，キナーゼドメインのリン酸化部位が露出したような構造であった．本結果は，マルチドメイン構造を有するタンパク質同士が，生体膜上で相互作用する際に，どのようにお互いを認識し得るか理解するために重要である．
また，その他の膜結合タンパク質に関しても脂質膜との相互作用解析を行ったほか，膜結合タンパク質による膜貫通タンパク質の認識機構についても分子動力学シミュレーションを行い，タンパク質―脂質およびタンパク質―タンパク質における多様な相互作用様式を明らかにした．
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