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溶液X線散乱とNMR残余双極子結合を用いた解けた状態のタンパク質の構造特性解析

公募研究

研究領域天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
研究課題/領域番号 22113507
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関岩手医科大学

研究代表者

関 安孝  岩手医科大学, 薬学部, 講師 (30377220)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2011年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2010年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード天然変性蛋白質 / 溶液X線散乱 / 分子シミュレーション / 溶液X線散乱法
研究概要

解けた状態にあるタンパク質の構造特性を明らかにすることは,球状タンパク質の折り畳み問題はもとより,天然変性タンパク質の機能発現における分子機構の解明においても重要である。しかし,膨大な多コンホメーション状態であるこれらの構造特性を解析する手法は確立されていない。そこで解けたタンパク質の構造解析に有効な,ランダムコイル鎖分子モデリング法を新たに開発した。本モデリング法は,原子間衝突のない構造を極めて短時間に生成することが出来る。また本法で得られる構造は,少ないステップ数で近傍のエネルギー極小構造に達する,信頼度の高い構造であることが確かめられた。このモデリング法とNMRの残余双極子結合(RDCs),溶液X線散乱(SXS)の予測計算を組合せて,尿素変性状態と酸変性状態のアポミオグロビンの構造特性解析を行った。その結果,近隣残基との立体障害の効果を考慮すれば,その他の配列効果を考慮せずとも実測のRDCsは概ね説明できる事がわかった。更に,隣接アミノ酸残基情報を用いたアミノ酸配列依存性解析や数十残基程度のフラグメントに対する摂動解析により,実験再現性が向上することが明らかとなった。これらの結果から変性状態タンパク質は,基本的にはアミノ酸残基の種類に依存した残基構造の組合せであること,更に数十残基程度の局所的な配列に依存して構造分布が変化していることが示唆された。また,天然変性タンパク質であるα-シヌクレインに関して同様の解析を実行することが出来た。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] A New Efficient Method for Generating Conformations of Unfolded Proteins with Diverse Main-Chain Dihedral-Angle Distributions2011

    • 著者名/発表者名
      関安孝
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation

      巻: 7 号: 7 ページ: 2126-2136

    • DOI

      10.1021/ct100708p

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic and Structural Properties of the Acid Molten Globule State of Horse Cytochrome c2011

    • 著者名/発表者名
      中村茂芳
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 50 ページ: 3116-3126

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Characteristics of Hydration Sites in Lysozyme2011

    • 著者名/発表者名
      曽田邦嗣
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry

      巻: (In Press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アミノ酸配列依存性を考慮した解鎖タンパク質構造の新しい生成法2011

    • 著者名/発表者名
      関安孝
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2011-06-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 解けたタンパク質のNMR残余双極子結合定数の推定法2010

    • 著者名/発表者名
      関安孝
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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