| 研究領域 | 高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04756
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
光武 亜代理 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (00338253)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 分子シミュレーション / 膜タンパク質 / 解析手法 / GPCR / 生物物理学 / 計算化学 / 計算物理学 / ダイナミクス / 膜蛋白質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
分子シミュレーション手法を駆使して、クラスAのGタンパク質共役受容体であるオレキシン受容体の機能メカニズムについての知見を得る。オレキシン受容体は睡眠、覚醒リズムの制御に重要な役割を担っており、リガンドによる活性化メカニズムや、リガンドの選択性メカニズムの解明に期待が高まっている。リガンドとオレキシン２受容体の複合体構造の分子シミュレーションを行い、独自で開発してきた分子シミュレーションの解析手法を駆使して、リガンド結合による活性化メカニズムの解明に努める。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、分子シミュレーション手法を駆使して、クラス A のGタンパク質共役受容体(GPCRs)であるオレキシン受容体の機能メカニズムの解明を目的としている。特にオレキシン２受容体のリガンド結合メカニズムについての知見を得る。
昨年度は、不活性・活性状態のオレキシン2受容体だけでなく、不活性・活性状態を安定化する化合物との複合体の分子シミュレーションを大規模に実行し、活性化の特徴的な構造変化や中間状態を調べた。本研究室で開発してきた緩和モード解析を適用し、活性化の特徴的な構造変化を抽出した。また、シミュレーションの解析結果に基づくデータベース解析により、細胞内シグナル選択性に重要なアミノ酸残基を発見した。さらに、オレキシン2受容体－Gタンパク質複合体のシミュレーションにより、GPCRsの活性化の中間状態であるNon-canonical stateがオレキシン2受容体でも生じることを示唆した。この研究成果は、論文として出版された。
また、領域内やGPCRの実験研究を行なっている研究者と議論して、いくつかの他のGPCRの分子シミュレーションを実行し、共同研究を実施した。
さらに、海外の実験の共同研究者と共同研究をして、２つのプロジェクトを進めている。その一つは、生体内のタンパク質を合成する工場であるリボソームに関わるプロジェクトである。特に、リボソームに関しては、非常に強力なX線パルスを生成する最新の実験装置であるX線自由電子レーザー(XFEL)を用いて、時分割シリアルフェムト秒結晶構造解析(TR-SFX)を行い、30Sサブユニットの中間状態の構造が明らかになったが、この構造を基に分子シミュレーションを実施し、動的性質についての知見を得た。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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