| 研究領域 | ３Ｄ活性サイト科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
26105012
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| 研究機関 | 広島市立大学 |
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研究代表者 |
鷹野 優 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30403017)
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| 研究分担者 |
石北 央 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00508111)
兼松 佑典 広島市立大学, 情報科学研究科, 研究員 (10765936)
米澤 康滋 近畿大学, 先端技術総合研究所, 教授 (40248753)
齋藤 徹 広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (80747494)
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| キーワード | 活性サイト / 金属タンパク質 / ヘムタンパク質 / 光合成光化学系II / QM/MM計算 / 構造機能相関 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、(1) 生体活性サイトの機能解明に向けた新しい分子シミュレーション技術の開発、(2)３Ｄ活性サイトの分子構造・電子状態の理論計算による精緻化、(3)金属タンパク質の機能発現要素の抽出を進めた。
(1)に関しては、金属タンパク質活性サイトの電子状態計算の高速化のためUPM6のパラメータを改良したUrPM6の開発に関して、多核金属中心をもつ模倣錯体への適用を可能にした。
(2)に関しては、PSIIに関して、S2 → S3 遷移、S3 → S0 遷移では、Mn4部位の酸化に伴って配位水W1より、水素結合アクセプターD1-Asp61を介したH+共役電子移動が起こることをQM/MM計算で示すなど、Mn4CaO5錯体における水分解・酸素発生反応機構を明らかにした。ヘムタンパク質に関しては、有毒なNOを無毒なN2Oに変換する酵素である一酸化窒素還元酵素P450norのNO結合状態について電子状態と分子構造の関係を明らかにした。
(3)に関しては、ヘムの構造歪みと酸化還元電位に着目し、各振動モードと酸化還元電位の間に相関があることを明らかにした。この結果は振動モード方向の歪みを大きくすることで酸化還元電位の制御が可能であることを示唆しており、ヘムタンパク質の演繹的設計指針を示した。酸化反応の触媒となる高スピン型複核Ni錯体bis(μ-oxido)dinickel(III)が合成され、その電子状態・スピン状態が実験と計算の双方から調べられた。その結果、高い酸化数を持つ金属酸素二核錯体としては極めて珍しく、強磁性的に相互作用した錯体であることが明らかとなった。
このように、金属タンパク質に関して方法、構造、機構、デザインについて進展させることができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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