タンパク質の構造揺らぎを考慮した極性アミノ酸のpKa算出法の開発

• 研究課題/領域番号: 23K04674
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 松井 亨 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70716076)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023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); 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 酸解離定数 / タンパク質 / 構造揺らぎ / 構造機能相関 / 量子化学計算

研究開始時の研究の概要

分子動力学計算で得られた大量な構造情報をインプットとし, 量子化学計算の一種であるフラグメント分子軌道 (FMO)法を実行することで, タンパク質を構成する アミノ酸の酸解離定数 (pKa)を算出する新たな手法を開発する. 大量計算の平均値として算出されるpKaに加えて, 分散として現れる新たな物性値を評価するスキームを提案する. これらの手法を確立させることにより, タンパク質の最安定構造だけでなく, その他の準安定構造におけるpKaにも注目することができる. この新しい物性値は低障壁水素結合を形成するアミノ酸残基間のプロトン周辺の振る舞いを理解する重要な指標となり得る.