データ欠損時の構造精密化

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07224202
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 坂田 誠 名古屋大学, 工学部, 教授 (40135306)
• 研究分担者: 高田 昌樹 名古屋大学, 工学部, 助手 (60197100)
• キーワード: 動的構造解析 / 静的構造解析 / データ欠損 / タンパク質 / マキシマムエントロピ法 / 電子密度分布 / ラウエ法 / 時分割測定

研究概要

ミリ秒オーダーでタンパク質の動的結晶構造を明らかにする場合、時分割測定したラウエ法に頼らざる得ない。その場合、程度の差はあるもののデータ欠損の問題を避けることが出来ない。このような場合、最良のデータ解析法として、近年急速に発達しているマキシマムエントロピー法MEMが考えられる。さらに、静的な結晶構造が分かっている場合あるいは、ほぼ推測される場合には、MEMにおける初期分布として、原子レベルでの静的結晶構造の知識を活用することが可能と思われる。本研究では、この可能性を実証的に検討し、その有効性を証明することに成功した。具体的には、MEMにおいて通常用いられている初期分布である均一な電子分布の代わりに、静的結晶構造を反映した電子密度分布を用いることにより、データ欠損の問題がほぼ解決出来ることを示した。静的結晶構造が正確なほどデータ欠損の影響を小さくすることが出来、タンパク質の動的構造を解明する上でも静的構造を明らかにしておくことが必要不可欠であることが分かった。この方法を採用することによりデータ欠損率を高めることが可能であることも分かった。最大のデータ欠損率を50%程度にすることも可能であり、実用上、本研究で開発した方法は非常に有効なものと思われる。その他、欠損データから、電子レベルでの結晶構造、すなわち、電子密度分布を正確に求める方法についての研究も行った。

研究成果

• [文献書誌] S.Kumazawa,M.Takata and M.Sakata: "On the Single-Pixel Approximation in the Maximum-Entropy Analysis." Acta Cryst.A51. 47-53 (1995)
• [文献書誌] L.Dobrzynski,R.J.Papoular and M.Sakata: "Reconstruction of Internal Magnetzation Density Distributions of Iron and Mickel by the Maximaum Entropy Method." J.of Magnetism and Magnetic Materials 140-144. 53-54 (1995)
• [文献書誌] M.Takata M.Sakata H.Shinohara 他4名: "Confirmation by X-Ray Diffraction of the Endohedral nature of the Metallofullerene Y@C_<82>." Nature. 377. 46-49 (1995)
• [文献書誌] H.Shinohara,M.Takata,M.Sakata, 他2名: "Metaalofullerenes Their Formation and Characterization." “Cluster-Assembled Solids"K.Sattler,Editor (Transtech Publications Ltd.). (印刷中). (1996)
• [文献書誌] L.Dobrzynski,R.J.Papoular and M.Sakata: "Internal Magnetization Density Distributions of Iron and Nickel by the Maximum Entropy Method." J.Phys.Soc.Jpn.65. 255-263 (1995)
• [文献書誌] M.Takata and M.Sakata: "The Infuence of the Incompleta Data Set on the Maximum Entropy Method." Acta Cryst-A. (印刷中). (1996)