長時間全原子シミュレーションによるタンパク質揺らぎの解明

• 研究課題/領域番号: 23770180
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 渕上 壮太郎 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 助教 (00381468)
• 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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 生物物理 / 蛋白質 / シミュレーション / 揺らぎ

研究概要

近年の計算機の目覚ましい発展にともない，タンパク質の運動を分子動力学シミュレーションで再現することができるようになった．しかし，タンパク質の複雑多様な運動の実態を把握・理解することは未だ容易ではない．
そこで我々は，シミュレーション結果からタンパク質の主要な運動を特定・抽出するために，タンパク質の「遅い運動」に着目し，シミュレーション結果から効率的に同定するための手法として「時間構造に基づいた独立成分分析（tICA）」を提案し，実際，この解析手法が有用であることを示した．

研究成果

• [雑誌論文] 独立成分分析tICAでタンパク質の複雑な運動を解きほぐす (2014)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 雑誌名: 統計数理 巻: 第62巻,第2号(印刷中)
  • NAID: 120006020807
  • URL: http://www.ism.ac.jp/editsec/toukei/index.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow dynamics of a protein backbone in molecular dynamics simulation revealed by time-structure based independent component analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Naritomi and Sotaro Fuchigami
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 139(21) 号: 21 ページ: 215102-215102
  • DOI: 10.1063/1.4834695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow dynamics in protein fluctuations revealed by time-structure based independent component analysis: The case of domain motions (2011)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Naritomi and Sotaro Fuchigami
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 134(6) 号: 6 ページ: 65101-65101
  • DOI: 10.1063/1.3554380
  • 査読あり
• [雑誌論文] 独立成分分析tICA によるタンパク質ダイナミクスの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 雑誌名: アンサンブル 巻: 13 号: 4 ページ: 161-166
  • DOI: 10.11436/mssj.13.161
  • NAID: 130004566714
  • ISSN: 1884-5088, 1884-6750
• [雑誌論文] Classification and annotation of the relationship between protein structural change (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Amemiya, R. Koike, S. Fuchigami, M. Ikeguchi, A. Kidera
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 408 号: 3 ページ: 568-584
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.02.058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Functional Motion: Basic Concepts and Computational Methodologies (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fuchigami, H. Fujisaki, Y.Matsunaga, and A. Kidera
  • 雑誌名: Adv. Chem. Phys. 巻: 145 ページ: 35-82
  • DOI: 10.1002/9781118087817.ch2
• [学会発表] 独立成分分析tICAを用いたタンパク質主鎖二面角のダイナミクス解析II (2014)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 平塚市・東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] Slow dynamics of protein backbone in molecular dynamics simulation revealed by time-structure based independent component analysi (2013)
  • 著者名/発表者名: Sotaro Fuchigami
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都市・国立京都国際会館
  • 年月日: 2013-10-28
• [学会発表] 独立成分分析tICAを用いたタンパク質主鎖二面角のダイナミクス解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島市・徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 独立成分分析tICAによるタンパク質主鎖二面角の遅い運動の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都市・京都テルサ
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] リジン,アルギニン,オルニチン結合タンパク質の立体構造変化の鍵となる相互作用:変異体シミュレーションによる検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市・とりぎん文化会館
  • 年月日: 2013-06-14
• [学会発表] タンパク質シミュレーションのレアイベント解析と複数比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 東広島市・広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Rare events in protein simulation revealed by using time-structure based independent component analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Sotaro Fuchigami
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center, Philadelphia, Pennsylvania
  • 年月日: 2013-02-03
• [学会発表] 独立成分分析tICAによるタンパク質シミュレーションのレアイベント解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜市・横浜国立大学常盤台キャンパス
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] タンパク質の長時間シミュレーション中に含まれるレアイベントの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 文京区・東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 独立成分分析tICAによるタンパク質ダイナミクスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 西宮市・関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Slow dynamics in protein fluctuations revealed by time-structure based independent component analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Naritomi, Sotaro Fuchigami
  • 学会等名: Biophysical Society 56th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, California
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] Slow dynamics in protein fluctuations revealed by time-structure based independent component analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Naritomi, S. Fuchigami
  • 学会等名: Biophysical Society 56th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center (California, USA)
• [学会発表] 独立成分分析tICAによるタンパク質ダイナミクスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス（兵庫県）
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるタンパク質の遅い運動の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成富佑輔、渕上壮太郎
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌市・札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるタンパク質の遅い運動の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成富佑輔、渕上壮太郎
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道）
• [学会発表] リジン，アルギニン，オルニチン結合タンパク質の立体構造変化の鍵となる相互作用：変異体シミュレーションによる検証
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 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）
• [学会発表] 独立成分分析tICAによるタンパク質主鎖二面角の遅い運動の解析
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都）
• [学会発表] 独立成分分析tICAを用いたタンパク質主鎖二面角のダイナミクス解析
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス（徳島）
• [学会発表] Slow dynamics of protein backbone in molecular dynamics simulation revealed by time-structure based independent component analysis
  • 著者名/発表者名: Sotaro Fuchigami
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都）
• [学会発表] 独立成分分析tICAを用いたタンパク質主鎖二面角のダイナミクス解析II
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（平塚）
• [学会発表] タンパク質の長時間シミュレーション中に含まれるレアイベントの解析
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都）
• [学会発表] 独立成分分析tICAによるタンパク質シミュレーションのレアイベント解析
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学常盤台キャンパス（神奈川県）
• [学会発表] Rare events in protein simulation revealed by using time-structure based independent component analysis
  • 著者名/発表者名: Sotaro Fuchigami
  • 学会等名: Biophysical Society 57th Annual Meeting
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center, (Pennsylvania, USA)
• [学会発表] タンパク質シミュレーションのレアイベント解析と複数比較
  • 著者名/発表者名: 渕上壮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス（広島県）