| 研究課題/領域番号 |
15KT0103
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
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| 研究分担者 |
児玉 大樹 東京大学, 大学院数理科学研究科, 特任准教授 (40466826)
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| 研究期間 (年度) |
2015-07-10 – 2019-03-31
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| キーワード | 計算幾何学 / 構造解析 / タンパク質 / 分子動力学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、分子ダイナミクスを特徴付け、定量化し、比較分類研究を可能にするような数学的基盤の構築である。
本年度の前半に、前年度に考案したskeletal coreの概念を含めた論文が出版することができた。これを受けて、さらなる理論的検討と応用をいくつかの系での応用をおこなった。いくつかの応用例を俯瞰してみると、大きく揺らぐ部位が少ない固いタンパク質では、skeletal coreから定義される座標軸は、通常のタンパク質の分子軸と完全に一致する結果になる。一方で、大きく揺らぐ部位が多くある柔らかいタンパク質では、skeletal coreが導く座標軸とタンパク質全体が導く座標軸とは差異が大きい。従来使われているタンパク質全体から導かれる座標軸では、座標軸自体の動きによりリガンドに見かけの動きが誘発される。しかし、skeletal coreで座標軸を導けば、こうした錯覚がほとんど抑制することが可能となることが確認された。
後半においては、新しい構造解析の手法として、計算幾何学的な特徴付けを検討した。従来の定義を直接的に応用して、リガンドとタンパク質の界面を解析するのは不可能であったため、新たな手法の開発をおこなった。実際に、MUP-IとIPMPの複合体およびMUP-IとIBMPの複合体の分子動力学シミュレーションのデータに応用して解析をおこなった。その結果、IPMPの結合とIBMPの結合の際にできる空隙には違いがあることが分かった。まだ、実際の適用を始めたばかりであり、手法細部の修正は必要であると思われるが、新しい視点から運動の特徴を捉えるという意味では一定の成功になったと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
skeletal coreの概念を使った構造解析法を確立し、さらに、計算幾何学的な解析に取り組んだ。これまでにない分子界面の新しい特徴付けとして、利用できる方法であることが確認でき、今後の発展に期待が持てるようになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
新しい数学的解析手法に一定の成果が見えてきており、順調に進んでいる。今後は、さらなる理論の深化と応用をおこない、数学と生物学・創薬科学の橋渡しする基盤を確立していきたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
これまで、テスト用の小規模データを使った、理論構築・方法論構築に集中してきたため、大きな額の支出はなかった。また、研究後半において、大規模な計算を実施することや研究成果発表を充実させることを考慮して、繰越をおこなうことにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究費の使用自体は予定通りではないが、研究計画自体は順調に進んでいる。研究の後半では、大規模な計算を実施するための費用や研究成果発表を充実させる費用が必要であり、最終年度までに有効に全額使用する予定である。
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