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2008 年度 実績報告書

蛋白質の運動と連動する水和水のコヒーレントな集団運動の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20050030
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

中迫 雅由  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30227764)

キーワード蛋白質水和 / 蛋白質結晶学 / 分子動力学計算 / 酵素容蛋白質 / 水和場 / 水分子ダイナミクス / 計算科学 / 基質結合
研究概要

シタロン脱水酵素変異体、アリールマロン酸脱炭酸酵素のリガンド非結合状態の分解能向上を図り、それぞれ、1.9A、1.95A分解能での結晶解析を行った。またアリールマロン酸脱炭酸酵素のリガンド結合状態の構造を1.45A分解能で解析した結果、反応中間状態を捉えていることが明らかとなり、補強データを得るために、生化学的実験を実施した。超高度好熱菌由来の多重基質認識型アミノ基転移酵素については、そのリガンド非結合状態の立体構造を3.0Aで解析し、なぜ、多様な基質特異性が現れるのかを議論できる基礎データを得た。超高度好熱菌由来のグルタミン酸脱水素酵素においては、補酵素NADを得、データ収集を行った。まだ分解能が低いために、今後、結晶化条件改善などが必要である。さらに、光受容蛋白質フォトトロピン1と2の光受容ドメインの結晶構造解析が完了した。
超高度好熱菌由来のグルタミン酸脱水素酵素の分子動力学計算結果から、これまでに開発してきた空間分割による水分子の運動解析プログラムを踏まえ、蛋白質の自発的構造揺らぎとそれに付随した水和構造の変化について解析を行うためのプログラムを作成した。特に、蛋白質のドメイン、フラグメント運動に不可欠な水分子のコヒーレントな集団運動を探索することを試みた。まず、BPTIと呼ばれる小さな蛋白質の分子どう力学計算結果に対してベンチマ-クテストを行うとともに、水に関する分子動力学計算の論文を参照しながら、どのような物理量によって水の集団運動、クラスターサイズやその寿命などについての特徴づけを行うのが最適なのかを検討した。また、プロテインデータバンクの座標から水和構造の特徴を抽出して蛋白質極性原子団周辺の水和水確率分布関数を得るとともに、その関数を用いた水和構造予測を可能とするアルゴリズムを開発した。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] タンパク質内部運動に伴う水和構造変化を探る2009

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 51

      ページ: 37-39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of LOV1-dimerization of Arabidopsis phototronin 1 and 22008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakasako, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 381

      ページ: 718-733

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction experiments of arylma lonate decarboxvlase from Alcalieenes bronchisenticus2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakasako, et.al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallozraphica F64

      ページ: 610-613

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction experiments of LOV1 domains of phototronin 1 and 2 from Arabidovsis thaliana2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakasako, et.al.
    • 雑誌名

      Acta Crvstallozravhica F64

      ページ: 617-621

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質の水和構造を探る2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 雑誌名

      Molecular Science Journal 2

      ページ: A0022(7)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非弾性散乱の生物への応用について2008

    • 著者名/発表者名
      城地保昌、中迫雅由、難波啓一
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 50

      ページ: 78-82

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛋白質結晶湿度制御装置の開発2009

    • 著者名/発表者名
      高山裕貴、中迫雅由
    • 学会等名
      第22回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2009-01-12
  • [学会発表] 細胞の空間階層X線イメ-ジングの現在と未来への期待2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      自然科学研究機構平成20年度"自然科学における階層と全体シンポジウム
    • 発表場所
      蒲郡、愛知(招待講演)
    • 年月日
      2008-12-16
  • [学会発表] 蛋白質の運動と連動する水和水のコヒ-レントな集団運動の探索2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学(招待講演)
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] データベース解析に基づく蛋白質の水和構造予測2008

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔、中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] Prediction of hydration structures around polar protein atoms through a data-base analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka, Masavoshi Nakasako
    • 学会等名
      XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2008-08-25
  • [学会発表] Structural basis for the enantioselective decarboxylation by arylmalonate dec arboxvlase2008

    • 著者名/発表者名
      Rika Obata, Masayoshi Nakasako, K enii Mivamoto and Hiromichi Ohta
    • 学会等名
      XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2008-08-25
  • [学会発表] Hydration structure changes around proteins at work2008

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nakasako, Tsunero Sato, Mitsnnnri Ikeguchi
    • 学会等名
      XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka, Japan(Invited Talk)
    • 年月日
      2008-08-24
  • [学会発表] データベース解析から予測される膜蛋白質の膜貫通領域における水和構造2008

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔、中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」ミニ公開シンポジウム「プロトンポンプを考える」
    • 発表場所
      大阪大学(招待講演)
    • 年月日
      2008-08-06
  • [学会発表] How blue light regulates kinase activity of phototropin2008

    • 著者名/発表者名
      Satoru Tokutomi, Daisuke Matsuoka, Kazunori zikihara, Koji Okajima, Hitomi Katsura, Shizue Yoshihara, Masayoshi Nakasako
    • 学会等名
      34th American Society for Photobiology Meeting
    • 発表場所
      California, USA(Invited Talk)
    • 年月日
      2008-06-23
  • [学会発表] タンパク質の水和構造を探る2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      東京工業大学資源化学研究所セミナー
    • 発表場所
      東京工業大学(長津田)
    • 年月日
      2008-06-13
  • [学会発表] データベース解析によるタンパク質の水和構造予測2008

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔、中迫雅由
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.phys.keio.ac.jp/guidance/labs/nakasako/nakasako-lab.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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