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2009 年度 実績報告書

タンパク質フォールディングの大規模シミュレーションと大量軌道データ解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19300101
研究機関名古屋大学

研究代表者

太田 元規  名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (40290895)

キーワード分子動力学 / シミュレーション / スーパーコンピュータ / 軌道解析技術
研究概要

80アミノ酸残基からなる置換型λリプレッサのフォールディング過程を解析した.一昨年度,AMBERを利用したシミュレーションを実施し,50nsの軌道を400本得た.全構造中の,最小RMSD値は4.72オングストロームであり,λリプレッサが完全な天然状態ではないが天然状態近傍までフォールドしていることが分かった.昨年度は,λリプレッサがどのような経路を通ってフォールドするかを調べるため,距離マップを用いて構造を階層的にクラスタリングし,その構造遷移図を作成した.全体像を把握するためにしきい値を7オングストロームに設定してクラスタリングを実施し,顕著なクラスタ遷移だけに着目したところ,おおよそ5種類のクラスタ集団が確認された.今年度はクラスタ解析を更におしすすめ,各クラスタ集団の遷移課程を詳しく調べた.その結果,もっとも初期過程であらわれるクラスタ集団ではランダム構造からヘリックスが形成されるが,このヘリックスがジッパーとよばれる構造となり,クラスタ遷移がおきることがわかった.ジッパーは1番目と4番目,そして2番目と3番目のαヘリックスの接触でも特徴付けができる.これらαヘリックス間の接触については昨年度にデータを取得していたが,ジッパー構造として再認識したことでフォールディング課程がより整理された.λリプレッサの場合,天然構造よりもコンパクトとなるクラスタ集団も確認された.これらはαヘリックスが一部壊れることで強いパッキングを達成していた.また,データベースに登録されている構造はダイマーだが,その相互作用面にあたるヘリックスは構造形成能が低いこともわかった(シミュレーションはモノマー).これらの他に,β型のタンパク質についてもシミュレーションの対象とするためにコンタクトオーダを調べ,ルブレドキシンをターゲットとして選定した.10nsの予備計算をAMBERで実施した.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Alteration of oligomeric state and domain architecture is essential for functional transformation between transferase and hydrolase with the same scaffold2009

    • 著者名/発表者名
      Koike, R., et al.
    • 雑誌名

      Protein Sci. 18

      ページ: 2060-2066

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An evaluation of minimal cellular functions to sustain a bacterial cell2009

    • 著者名/発表者名
      Azuma, Y., Ota, M.
    • 雑誌名

      BMC Syst.Biol. 3

      ページ: 111

    • 査読あり
  • [学会発表] Enzymatic function and conformational change2010

    • 著者名/発表者名
      太田元規
    • 学会等名
      Fifty Years of Biophysical Research at Nagoya University
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2010-03-13
  • [学会発表] 大きなタンパク質のフォールディングシミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      太田元規
    • 学会等名
      2009年度「タンパク質・ゲノム構造」勉強会
    • 発表場所
      聴泉閣かめや (長野県)
    • 年月日
      20090903-20090905
  • [学会発表] 酵素タンパク質の運動、機能、ドメイン構成2009

    • 著者名/発表者名
      太田元規
    • 学会等名
      CBRC2009
    • 発表場所
      生命情報工学研究センター (東京都)
    • 年月日
      2009-12-04
  • [学会発表] Motion Tree 法による蛋白質の階層的構造変化の解析2009

    • 著者名/発表者名
      小池亮太郎, 他
    • 学会等名
      日本生物物理学会47回年会
    • 発表場所
      アスティとくしま (徳島県)
    • 年月日
      2009-11-01
  • [学会発表] タンパク質間相互作用およびドメイン間相互作用ネットワークの構築と比較2009

    • 著者名/発表者名
      奥野晃裕, 他
    • 学会等名
      日本生物物理学会47回年会
    • 発表場所
      アスティとくしま (徳島県)
    • 年月日
      2009-10-30
  • [学会発表] プロファイル比較による機能部位解析2009

    • 著者名/発表者名
      小田浩之, 他
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ (熊本県)
    • 年月日
      2009-05-22
  • [学会発表] タンパク質間相互作用面での Hotspot におけるアミル酸置換2009

    • 著者名/発表者名
      西羽美, 太田元規
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ (熊本県)
    • 年月日
      2009-05-22
  • [学会発表] 会合状態とドメイン構成に着目した同一スーパーファミリーにおける加水分解酵素-転移酵素間の機能転移メカニズム2009

    • 著者名/発表者名
      小池亮太郎, 他
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ (熊本県)
    • 年月日
      2009-05-22
  • [学会発表] 高等生物由来タンパク質の構造予測パイプラインの開発とヒト22番染色体への適用2009

    • 著者名/発表者名
      本野千恵, 他
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ (熊本県)
    • 年月日
      2009-05-21
  • [学会発表] A Comparison of Biclustering Algorithms for Gene Expression Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      ステイーウオーラポンサワンニー, 他
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ (熊本県)
    • 年月日
      2009-05-21

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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