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蛋白質の分子動力学計算のための高次構造に依存する新規力場関数の開発と検証

研究課題

研究課題/領域番号 23657103
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理学
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 春木  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (80134485)

研究分担者 鷹野 優  大阪大学, たんぱく質研究所, 助教 (30403017)
研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード蛋白質 / 生物物理 / 分子シミュレーション / 構造エネルギー / 構造予測
研究概要

古典力学による分子動力学計算で利用する蛋白質高次構造に依存する力場関数の開発を目的とし、蛋白質中の代表的な二次構造であるα-ヘリックスと平行および逆平行のβ-構造としてエネルギー的に安定な構造を作り、それらの構造に対して厳密な量子化学計算を実施して高精度の構造エネルギーを算出した。その結果、代表的な古典力場であるAMBER99-SBによる構造エネルギーは、平行および逆平行β構造に対しては量子化学計算結果をほぼ再現したものの、α-ヘリックス構造に対してはペプチド鎖長に依存して大きくエネルギー値が低下した。高次構造に依存する力場エネルギーの補正を行った所、量子化学計算結果を良く再現できた。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Density functional study of the phosphodiester hydrolysis of RNA in RNA/DNA hybrid by RNase H2014

    • 著者名/発表者名
      Kita M, Nakamura H, Takano Y
    • 雑誌名

      Mol. Phys

      巻: 112 号: 3-4 ページ: 355-364

    • DOI

      10.1080/00268976.2013.820854

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] H_20_2-dependent Substrate Oxidation by an Engineered Diiron Site in a Bacterial Hem erythrin2014

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Okamoto, Akira Onoda, Himshi Sugimoto, Yu Takano, Shun Hirota, Donald M. Kurtz, Jr., Yoshitsugu Shiro, Takashi Hayashi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 50 号: 26 ページ: 3421-3423

    • DOI

      10.1039/c3cc48108e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuation Flooding Method (FFM) for accelerating conformational transitions on proteins.2014

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Harada, Yu Takano, Yasuteru Shigeta
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 140 号: 12 ページ: 125103-125103

    • DOI

      10.1063/1.4869594

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg2+-dependent interaction between ATP and the cystathionine-β-synthase (CBS) domains of ancient conserved domain protein/cyclin M (CNNM).2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Yosuke Funato, Yu Takano, Hiroaki Miki
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluations of the conformational search accuracy of CAMDAS using experimental three-dimensional structures of protein-ligand complexes.2013

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Oda, Noriyuki Yamaotsu, Shuichi Hirono, Yu Takano, Shuichi Fukuyoshi, Ryoichi Nakagaki, Ohgi Takahashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser.

      巻: 454 ページ: 12028-12028

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum chemical study of conformational preferences in intermediates and transition states of the hydrolysis of dimethyl phosphate.2013

    • 著者名/発表者名
      Yu Takano, Makoto Kita, Haruki Nakamura, Haruki
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser.

      巻: 454 ページ: 12058-12058

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure, Exogenous Ligand Binding and Redox Properties of an Engineered Diiron Active Site in a Bacterial Hemeythrin2013

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Okamoto, Akira Onoda, Hiroshi Sugimoto, Yu Takano, Shun Hirota, Donald M. Kurtz, Jr., Yoshitsugu Shiro, Takashi Hayashi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 52 号: 22 ページ: 13014-13020

    • DOI

      10.1021/ic401632x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulations Accelerated by GPU for Biological Macromolecules with a Non-Ewald Scheme for Electrostatic Interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Mashimo T, Fukunishi Y, Kamiya N, Takano Y, Fukuda I, Nakamura H
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput

      巻: 9 号: 12 ページ: 5599-5609

    • DOI

      10.1021/ct400342e

    • NAID

      120005604144

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of zero-dipole summation method to molecular dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      Narutoshi Kamiya
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 568-569 ページ: 26-32

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.03.014

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational study of conformational preferences in intermediates and transition states of the hydrolysis of dimethyl phosphate2013

    • 著者名/発表者名
      Takano, Y., Kita, M., Nakamura, H.
    • 雑誌名

      IOP Journal of Physics: Conference Series

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron density based interaction energy estimation of the special pair in the photosynthetic reaction center2012

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki H, Nakamura H
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 536 ページ: 129-135

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.03.087

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density functional studies of the structural variety of the Cu2S2 core of the Cu-A site2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Takano
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry

      巻: 112 号: 24 ページ: 3756-3762

    • DOI

      10.1002/qua.24214

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Density functional study of local and nonlocal molecular interactions in secondary structure2014

    • 著者名/発表者名
      Takano Y, Nakamura H
    • 学会等名
      54th Sanibel Symposium
    • 発表場所
      The King and Prince Golf & Beach Resort, Georgia, USA
    • 年月日
      2014-02-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 二次構造形成に関する局所および非局所相互作用に関する計算化学的研究2014

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優, 中村 春木
    • 学会等名
      スーパーコンピュータ・ワークショップ2013
    • 発表場所
      自然科学研究機構・岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
    • 年月日
      2014-01-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Density functional study of molecular interactions in secondary structures of proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Takano Y, Nakamura H
    • 学会等名
      The 4th Asia Pacific Protein Association (APPA) Conference
    • 発表場所
      ICC Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Towards quantitative analysis and prediction of protein-protein interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      5th JCS (Japan, Czech, Slovakia) International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • 年月日
      2013-12-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum chemical study of intra- and inter- molecular interactions in secondary structures2013

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優, 中村 春木
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都市)
    • 年月日
      2013-10-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical study of local- and nonlocal- molecular interactions in secondary structures2013

    • 著者名/発表者名
      Takano Y, Nakamura H
    • 学会等名
      5th JCS (Japan, Czech, Slovakia) International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study of local- and nonlocal-molecular interactions in secondary structures2013

    • 著者名/発表者名
      Yu Takano, Haruki Nakamura
    • 学会等名
      5th JCS (Japan, Czech, Slovakia) International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子伝達部位CuAの分子構造-電子構造相関 ー理論計算による機能性遷移金属蛋白質の演繹的デザインを目指してー2013

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第42回三重大学CUTEセミナー
    • 発表場所
      三重大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子伝達部位CuAの分子構造-電子構造相関の理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Atoms in molecules 法によるタンパク質α へリックス, β シートの水素結合相互作用の理論解析2012

    • 著者名/発表者名
      山崎 秀樹, 中村 春木
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電子伝達に働くCuA部位の電子構造に関する理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子伝達部位CuAの分子構造-電子構造相関の理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会2012東京
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Atoms in molecules法によるタンパク質αへリックス、βシートの水素結合相互作用の理論解析2012

    • 著者名/発表者名
      中村 春木
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学・東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子伝達部位CuAの分子構造-電子構造相関2012

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第62回錯体化学討論会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational study of the phosphodiester hydrolysis of RNA by RNase H2012

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学・東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 光非依存型プロトクロロフィリド還元酵素中の[4Fe-4S]クラスターの電子構造の理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪千里
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristic electronic structures of a novel [4Fe-4S] cluster in dark-operative protochlorophillide oxidoreductase (DPOR)2011

    • 著者名/発表者名
      鷹野 優
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会
    • 発表場所
      兵庫県立大学書写キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] RNaseHIのRNA加水分解反応機構に関する計算科学的研究

    • 著者名/発表者名
      鷹野優・喜多真琴・中村春木
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館(鳥取市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リボヌクレアーゼHIの RNA加水分解反応機構に関する計算化学的研究

    • 著者名/発表者名
      鷹野優・喜多真琴・中村春木
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013京都
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantum chemical study of intra- and inter-molecular interactions in secondary structures

    • 著者名/発表者名
      鷹野優・中村春木
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Towards quantitative analysis and prediction of protein-protein interactions

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nakamura
    • 学会等名
      5th JCS (Japan, Czech, Slovakia) International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次構造形成に関する局所および非局所相互作用に関する計算化学的研究

    • 著者名/発表者名
      鷹野優・中村春木
    • 学会等名
      スーパーコンピュータワークショップ2013
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Density functional study of local and nonlocal molecular interactions in secondary structure

    • 著者名/発表者名
      Yu Takano, Haruki Nakamura
    • 学会等名
      54th Sanibel Symposium
    • 発表場所
      The King and Prince Golf & Beach Resort, Georgia, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質の二次構造形成に関わる相互作用に関する理論的研究

    • 著者名/発表者名
      鷹野優・中村春木
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費新学術領域「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」平成25年度第2回研究会
    • 発表場所
      東京大学 本郷キャンパス 工学部6号館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/pi/index_pi.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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