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天然変性タンパク質の動的構造と機能発現機構の分子論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 26888019
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

森 俊文  分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (20732043)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード構造変化ダイナミクス / 自由エネルギー / 分子シミュレーション / WWドメイン / フォールディング
研究実績の概要

タンパク質は非常に多くの自由度を持つ。このような多自由度系のトラジェクトリの解析では、解析を行う変数の取り方によって現象の見え方が変わってくるため、どのような変数について解析を行うかが重要となるが、これまで座標の選び方に関する有効な指針は確立していない。
本研究では、ダイナミクスの時間スケールに着目して、多自由度系のトラジェクトリから遅いダイナミクスを表す座標を選び出す手法として、時間相関関数行列の構築と対角化に基づく新たなアプローチを開発した。また、この手法を用いてFiP35 WWドメインのフォールディング/アンフォールディングのダイナミクスの解析を行った。この解析にはD. Shawらによる100 マイクロ秒の全原子シミュレーションのトラジェクトリ(D. Shaw et al., Science 330, 341 (2010))を用いた。
この結果、本手法により一番遅いモードとして、実験結果や過去の解析で得られた時間スケールとよく一致した、FiP35タンパク質全体のフォールディング/アンフォールディング過程を表す座標を抽出することに成功した。また、このモードに沿った構造変化の解析より、フォールディング過程では2つのβシートのうち片方のみが形成された中間状態が存在することや、このダイナミクスが不均一性を示すことを明らかにした。さらに他のモードとカップルした詳細なダイナミクスを調べることで、ミスフォールディング状態や、異なる経路がトラジェクトリに含まれることを見出し、これらがFiP35タンパク質の不均一なフォールディング/アンフォールディング過程のダイナミクスを生み出していることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dynamic heterogeneity in the folding/unfolding transitions of FiP352015

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Mori, Shinji Saito
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 142 号: 13 ページ: 135101-135101

    • DOI

      10.1063/1.4916641

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] タンパク質のフォールディング過程の動的構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      森俊文
    • 学会等名
      凝縮系の理論化学
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県中頭郡西原町)
    • 年月日
      2015-03-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study of the protein folding dynamics from a time correlation function approach2015

    • 著者名/発表者名
      森俊文、斉藤真司
    • 学会等名
      Biophysical Society 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center (Baltimore, MD, USA)
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2016-06-01  

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