熱安定性計算による超好熱菌蛋白質の変性状態構造と耐熱化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23500366
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 斎藤 稔 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60196011)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 熱安定性 / 自由エネルギー計算 / 超好熱菌 / 分子動力学シミュレーション / 変性状態 / 天然状態 / 変異体蛋白質 / アミノ酸置換 / 蛋白質 / 立体構造 / 変性構造 / シミュレーション / スーパーコンピュータ

研究概要

蛋白質の変性状態の構造は全くわかっていない。なぜなら、変性状態の蛋白質を実験で研究することが困難だからである。本研究の目的は、超好熱菌の蛋白質RNaseHIIの変性状態の構造を、アミノ酸置換による熱安定性変化を通して予測することである。筆者らは、MDシミュレーションを基にした自由エネルギー摂動計算によって、変異体の熱安定性自由エネルギー変化を求めた。変性状態の特別なモデル構造のみ、熱安定性自由エネルギーの計算値が実験値と一致した。これは、仮定した変性状態の構造が正しいことを意味している。その結果、RNaseHIIの特定の部位は、変性状態においても立体構造を保持していることが明らかになった。

研究成果

• [図書] シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤文明、斎藤稔、石原進、渡辺尚
  • 総ページ数: 243
  • 出版者: 共立出版