| 研究課題/領域番号 |
12208005
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
美宅 成樹 東京農工大学, 工学部, 教授 (10107542)
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| 研究分担者 |
山登 一郎 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70111458)
倭 剛久 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90251587)
園山 正史 東京農工大学, 工学部, 助手 (40242242)
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| キーワード | 膜タンパク質 / バイオインフォマティクス / 構造予測 / 分子シミュレーション / タンパク質分類 / プロテオーム / 輸送体 / 受容体 |
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| 研究概要 |
膜タンパク質に関するゲノム規模のアミノ酸配列解析の条件が整い、膜タンパク質を中心としたバイオインフォマティクスを加速させることが可能となってきた。そこで、本研究ではアミノ酸配列から膜タンパク質の構造・機能を推定するための基礎研究と解析ツールの開発を目的としている。各生物の持つすべてのアミノ酸配列情報が与えられる大量のアミノ酸配列を高速かつ高精度に解析する技術の開発と実際の解析、および基質認識機能や動態の原子レベルの理解を目的とした分子シミュレーションを行った。
まず、アミノ酸配列の持つ特徴を物理化学的な知識と照らし合わせ、新しいアミノ酸のインデックスを作り、高精度かつ高速の予測法を開発した。本年度は、膜タンパク質予測をさらに向上させるために、細胞内でのタンパク質のターゲッティングの問題に取り組んだ。そして、ゲノム解析によるアミノ酸に対する膜タンパク質予測を行い、膜タンパク質の割合が一定だという結果を得たが、これについて膜貫通ヘリックスの生成消滅を前提としたモデルを提出した。
ポリン四重変異体を取得し、膜電位依存の開閉挙動を測定した。これら変異体は、野性型とは異なる膜電位依存性を示した。シミュレーションより得られた予測が部分的に妥当であることが示された。また、これらは長時間シミュレーションのため、モンテカルロ法では構造変形法として平行移動法を導入した。また新たにブラウン動力学法を開発し、生体高分子の安定なシミュレーションが可能であることを示した。
光受容膜蛋白質の光反応に対するアミノ酸残基の影響を調べた。光反応を駆動する力を様々な寄与に分割する方法を開発した。タンパク質が光反応に対して大きな寄与をしていることがわかった。また、蛋白質のどの部分が光反応を駆動しているのかをコンピュータグラフィクスで可視化する方法を開発した。タンパク質の構造機能相関を調べる良い手法ができた。
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