細胞膜との相互作用によって制御される細胞内シグナル伝達の分子メカニズム

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04780
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 木寺 詔紀 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (00186280)
• 研究協力者: 森次 圭 ; 黄 博
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: タンパク質 / シグナル伝達 / 分子シミュレーション

研究成果の概要

細胞が細胞外からの信号を受容する過程でなにが起こっているのかを実時間の原子レベルで明らかにすることを目的にして、シミュレーションによる研究を行った。信号受容の代表例として、MAPKパスウェイの初期段階、SOS（グアニンヌクレオチド交換因子）がGDP 型Ras（低分子GTP結合タンパク質）を結合することで、GDPを解離する過程を研究対象とした。シミュレーションの結果から、もうひとつのRasのアロステリックサイトへの結合によってSOSのRemドメインがCdc25ドメインに対して動くことで、Cdc25の一部がRasのGDP結合部位を押し開き、GDPが解離することが示された。

自由記述の分野

計算生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

計算機の中に作り出した細胞環境を模擬した系の中で、刺激に対する応答として起こる一連の出来事のシミュレーションは、その結果の観察から実験ではとらえることができない実像としての生体分子が実時間で動く有様をとらえることができる。ここで得られた結果は、細胞における信号伝達の理解を物質のことばで解釈することを可能とし、さらには分子の振る舞いに対する細胞環境の役割を明らかにすることで、分子から細胞へと展開していくシミュレーションを用いた研究の方向を示すものと期待される。