MD-NSE法による新規タンパク質ダイナミクス解析法の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K18515
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 井上 倫太郎 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (80563840)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 中性子散乱 / スピンエコー法 / MDシミュレーション

研究実績の概要

平成27年度においては制限分解酵素EcoO109Iによる全原子シミュレーションをGromacsを用いて行い、そこから得られたtarjectoryを用いて小角散乱領域の構造及び中間散乱関数を計算した。その結果、回転拡散のみならず内部運動の寄与が確認された。平成28年度においては実際にEcoO109Iに対して中性子スピンエコー測定を適用し、MDシミュレーションから予測された運動が実際に観測できるかの検証を行った。測定はフランスの中性子散乱施設であるラウエランジュバン研究所 (ILL) に設置されているスピンエコー分光器であるIN15を用いて行った。得られた中間散乱関数に対してキュムラント解析を行い、そのinitial decayを散乱ベクトル (Q)の二乗であるQ2で割ることで得られる拡散定数のQ依存性 (D(Q))の評価を行った。その結果、D(Q)に対して明確なQ依存性を示した。この実測データから得られたD(Q)を解釈するために動的光散乱測定 (DLS) の結果及び、MDシミュレーションから得られたD(Q)との比較を行った。実測のD(Q)に対してQ依存性を示さないDLSから見積もられる並進拡散定数 (Dt)を差し引いた後でもD(Q)_Dtは明確なQ依存性を示した。興味深い事にMDシミュレーションから評価可能な回転拡散及び内部運動由来のD(Q)-Dtと良い一致を示した。つまり、実測で得られたD(Q)_Dtは回転拡散と内部運動由来であると推察される。しかしながら、回転拡散のみからのD(Q)-Dtは実測データをうまく表現できなかったことから中性子スピンエコー法で確かにEcoO109Iの内部運動を捕らえることが出来たことを示している。主成分解析と組み合わした最終的な解析を進めている。

研究成果

• [国際共同研究] ラウエランジュバン研究所(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: ラウエランジュバン研究所
• [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: ANSTO
• [雑誌論文] New insight into the dynamical system of alpha B-crystallin oligomers (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Inoue, T. Takata, N. Fujii, K. Ishii, S. Uchiyama, N. Sato, Y. Oba, K. Wood, K. Kato, N. Fujii, and M. Sugiyama
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 29208-1-7
  • DOI: 10.1038/srep29208
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Interaction between intrinsically disordered regions in transcription factors Sp1 and TAF4 (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Hibino, R. Inoue, M. Sugiyama, J. Kuwahara, K. Matsuzaki, and M. Hoshino
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 25 ページ: 2006-2017
  • DOI: 10.1002/pro.3013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural characterization of the circadian clock protein complex composed of KaiB and KaiC by inverse contrast-matching small-angle neutron scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sugiyama, H. Yagi, K. Ishii, L. Porcar, A. Martel, K. Oyama, M. Noda, Y. Yunoki, R. Murakami, R. Inoue, N. Sato, Y. Oba, K. Terauchi, S. Uchiyama, and K. Kato
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 35567-1-7
  • DOI: 10.1038/srep35567
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Studies on dynamics of polybutadiene reinforced with an unsaturated carboxylate by muon spin relaxation (μSR) (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Mashita, H. Kishimoto, R. Inoue A. Koda, R. Kadono and T. Kanaya
  • 雑誌名: Polymer 巻: 105 ページ: 510-515
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2016.07.050
  • 査読あり
• [学会発表] Inter-dynamics of protein as studied by small-angle neutron scattering (2017)
  • 著者名/発表者名: Rintaro Inoue
  • 学会等名: Neutron Biology for Next Generation
  • 発表場所: J-PARC
  • 年月日: 2017-03-22 – 2017-03-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/PSlab/