マルチカノニカル法によるX線及びNMR実験データに基づく生体高分子の立体構造解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480181
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 岡本 祐幸 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (70185487)
• キーワード: タンパク質 / 核酸 / 立体構造決定 / X線実験 / NMR実験 / マルチカノニカル法 / 拡張アンサンブル法

研究概要

我々はこれまで、タンパク質の立体構造予測問題に、物理学の分野で開発された、徐冷モンテカルロ法やマルチカノニカル法を適用することを提唱してきた。これまでは、小ペプチド系において、第一原理からの構造予測を試みてきたが、これらの手法はX線実験やNMR実験から得られる構造決定にも使えることを示すと共に、有功なプログラムを開発することが本研究の目的である。
マルチカノニカル法では、その確率重み因子を求めるのが容易でないので、それが比較的簡単に求められる新しい手法を開発することが重要であるが、昨年度、我々は重み因子が簡単に求められる、Tsallis統計に基づく新しいモンテカルロ法を独自に開発することに成功した。そして、その有効性をアミノ酸数5個のペプチドであるMet-enkephalinの系で確かめた。
しかし、X線実験やNMR実験から得られる構造決定ではモンテカルロ法よりも分子動力学法が広く使われている。よって、本年度はこのTsallis統計に基づいた新手法の分子動力学法版を開発することを目指し、それに成功した。そして、その有効性をMet-enkephalinの系で確かめた。

研究成果

• [文献書誌] Hansmann,Eisenmenger,and Okamoto: "Stochastic dynamics simulations in a new generalized ensemble" Chemical Physics Letters. 297. 374-382 (1998)
• [文献書誌] Kinoshita,Okamoto,& Hirata: "Singular behavior of the reference interaction side model theory observed for peptide" Chemical Physics Letters. 297. 433-438 (1998)
• [文献書誌] Nakazawa & Okamoto: "Electrostatic effects on the α-helix and β-strand folding BPTI(16-36)" Journal of Peptide Research. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] Hansmann,Onudric,& Okamoto: "The folding funnel landscape for the peptide Met-enkephalin" PROTEINS:Structure,Function,and Genetics. 34. 472-483 (1999)
• [文献書誌] Hansmann & Okamoto: "Finite-size scaling of helix-coil transitions in poly-alanine" Journal of Chemical Physics. 110. 1267-1276 (1999)
• [文献書誌] Okamoto,Masuya,Nabeshima,and Nakagawa: "β-sheot formation in BPTI(16-36)by Monte Carlo simulated anneding" Chemical Physics Letters. 299. 17-24 (1999)
• [文献書誌] Kinoshita,Okamoto,& Hirata: "Analysis on conformational stability of C-peptide of ribonuclease A" Journal of Chemical Physics. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] Hansmann & Okamoto: "Effects of side-drain charger on α-helix stability in C-peptide" Journal of Physical Chemistry B. 103. 1595-1604 (1999)
• [文献書誌] Okamoto: "Protein folding prablem as studied by new simulation algorithms" Recant Research Developments in Pure & Applied Chemistry. 2. 1-23 (1998)
• [文献書誌] 岡本祐幸: "モンテカルロシミュレーションで探るタンパク質の折り畳み機構" 物性研究. 70. 719-742 (1998)
• [文献書誌] 岡本祐幸: "モンテカルロシミュレーションによるタンパク質の立体構造予測" 日本生物物理学会誌. 38. 203-207 (1998)
• [文献書誌] Hansmann & Okamoto: "New Monte Carlo algorithms for protein folding" Curvent Opinion in Structural Biology. 9. 177-183 (1999)