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2021 年度 実績報告書

筋疾患に関係したタンパク質のシミュレーションによる研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K00418
研究機関東京薬科大学

研究代表者

高須 昌子  東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (50202148)

研究分担者 森河 良太  東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (70266899)
宮川 毅  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (40287462) [辞退]
野口 瑶  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (60848836)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワードタンパク質 / シミュレーション / 筋疾患 / FHL1
研究実績の概要

FHL1 タンパク質は筋肉の機能発現と成長に関わるタンパク質であり、変異によって遺伝性筋疾患を引き起こすことが報告されている。このタンパク質は2つのジンクフィンガー(ZF)をもつLIM ドメイン4.5 個が直列につながった構造を持ち、遺伝性筋疾患が報告されている変異の多くでLIM2 ドメインの配位残基が変異している。本研究では、野生型と既報のシステイン/ ヒスチジンからチロシンへの変異型(C104Y, H123Y, C150Y, C153Y) FHL1 からLIM2 ドメインを切り出したモデルにMD シミュレーションを行い、その結果を解析した。
本研究は、LIM2 ドメインの野生型(PDBID: 1X63)と変異型(C104Y、H123Y、C150Y, C153Y) について行なった。量子化学計算を用いて変異残基がZF と結合する結合モデルと結合しない非結合モデルについて亜鉛とその結合残基の力場を作成した。その他のアミノ酸残基にはAMBER99SB-ILDN 力場を使用した。それぞれのモデルについて、500 ns のMD シミュレーションを行った。各モデルのトラジェクトリのRMSDを求めた。C104Y の非結合モデルやC150Y の結合モデルにおいて、ZF の大きな構造変化が見られた。また、C150Y の非結合モデルではZF 自体は大きく構造を変えていないが、両方のZFでのRMSD は大きく増加することがあり、両ZFの位置関係が変化することがわかった。
またヒトのFHL1に加えて、ZebrafishのFHL1の計算が進行中である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] ジンクフィンガーを2つ持つ LIM2 ドメインの MD シミュレーションによる動的性質の解析2022

    • 著者名/発表者名
      中島 基邦, 野口 瑶, 山田 寛尚, 森河 良太, 高須 昌子, 林 由起子
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会, 2022/3/20~19, オンライン.
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Proteins Related to Myopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Motokuni Nakajima, Yoh Noguchi, Hironao Yamada, Ryota Morikawa, Masako Takasu (presenter), Yukiko K. Hayashi
    • 学会等名
      Quantum Science Symposium, ICCMSE 2021, 2021.9, Crete, Greece, online.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation for LIM2 domain mutants in FHL1 protein2021

    • 著者名/発表者名
      Motokuni Nakajima, Yoh Noguchi, Hironao Yamada, Ryota Morikawa, Masako Takasu, Yukiko K. Hayashi
    • 学会等名
      XXXII Conference on Computational Physics (CCP2021), 2021.8, online
    • 国際学会
  • [学会発表] LIM2ドメインの亜鉛配位残基の変異による構造と動的性質の変化2021

    • 著者名/発表者名
      中島 基邦, 野口 瑶, 山田 寛尚, 森河 良太, 高須 昌子, 林 由起子
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会, 2021/09/20~23, オンライン
  • [学会発表] 亜鉛配位残基が変異したLIM2ドメインのMDシミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      中島 基邦, 野口 瑶, 山田 寛尚, 森河 良太, 高須 昌子, 林 由起子
    • 学会等名
      第35回分子シミュレーション討論会, 2021/11/29~12/1, オンライン.

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公開日: 2022-12-28  

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