イオンチャネル分子透過現象のメゾスケール分子動力学計算法の開発

• 研究課題/領域番号: 26K09230
• 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43020:構造生物化学関連
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00779340)
• 研究期間 (年度): 2026-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2026年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2028年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2027年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2026年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: イオンチャネル / 細胞膜 / 分子動力学 / 拡張サンプリング法

研究開始時の研究の概要

本研究では，脂質膜の膜厚や張力の違いがカリウムチャネルの構造遷移やイオン透過性を変化させる現象に着目し，全原子分子動力学計算のデータを基に，単一チャネル測定と同じ時間スケールでゲート特性と電気信号特性を同時にシミュレーションできるメゾスケール計算法を開発する．実験データとの比較を通じてモデルを検証・改良することで，膜厚や張力がチャネル機能を制御する分子機構を解明し，ゲート機構とイオン透過の因果関係を直接結びつける．本アプローチにより，分子レベルの構造変化からマクロな機能出力に至る因果関係を多階層にわたって理解するための新たな指針を示す．