| 研究課題/領域番号 |
19K06589
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| 研究機関 | 広島市立大学 |
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研究代表者 |
鷹野 優 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30403017)
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| 研究分担者 |
近藤 寛子 北見工業大学, 工学部, 助教 (60700028)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 水素結合 / 二次構造 / 分子力場 / 蛋白質 / 分子動力学シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
二次構造中の水素結合エネルギーを定量的に見積もることは蛋白質の立体構造形成原理の理解に加え，分子力場の改良にも役立つ．昨年度は3_10ヘリックス（3_10H）およびπヘリックス（PiH）の水素結合エネルギーを量子化学計算により調べたが，本年度は隣接残基の影響を調べるためにモデル毎に水素結合形成による電子密度変化を解析するとともに，αヘリックス（AH）の結果との比較を行った．また，3種類のヘリックスについて，各長さのWhole helical structureモデルにおける水素結合結合1つあたりのエネルギーをnegative fragmentation approachを使って計算し，その平均値を求めた．基本的にヘリックス長が大きくなるにつれて平均エネルギーが下がる傾向が見られた．これは水素結合の協同作用を示しているかもしれない．現在，解析結果の論文にまとめているところである．
また、βシートやβターンにおける水素結合エネルギーの解析の準備も進めている．βシートについては，平行βシート（PB）と逆平行βシート（APB）の2種類について，それぞれ長さ1-5残基の2本鎖モデルを作成した．
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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
二次構造形成において重要である水素結合エネルギーの二次構造依存性に関して、これまで調べられたαヘリックスに加え、3_10ヘリックスおよびπヘリックスについても、その構造依存性および構造依存性の原因を密度汎関数計算により明らかにでき、古典的な力場パラメータとするための基礎データをあつめることができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後，βシートモデルについても，whole structureモデルに加えてminimal hydrogen bondモデルも作成し，negative fragmentation approachにより水素結合エネルギーを評価する予定である．計算には，ヘリックスモデルの解析と同様にB97D/6-31+G(d)法を用いる予定であるが，他の計算手法についても検討する．分子力場（Amber99SB）による水素結合エネルギーの計算も同様に行う．各二次構造の評価結果が揃った後に，さらに詳細な解析を行い，分子力場の改良について検討する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症拡大のため、参加予定の学会が中止やオンライン開催になったため、旅費の執行がなかったため。今年度の旅費や論文出版の費用として執行する予定である。
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