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2010 年度 実績報告書

タンパク質立体構造情報から基質結合→構造変化の因果関係を明らかにする

研究課題

研究課題/領域番号 20370063
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, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (00186280)

キーワードタンパク質立体構造データ / 基質結合→構造変化 / データベース / 線形応答理論 / 二面角形ダイナミクス / タンパク質-タンパク質間相互作用
研究概要

データベース中の大量のタンパク質立体構造データを用いて、タンパク質が基質と結合したときにどのように立体構造を変化させるかを、網羅的に解析・分類し、基質結合→構造変化の因果関係の一般的な論理(ルール)を同定する。その論理(ルール)に基づいて、基質非結合状態の立体構造から、基質結合状態の立体構造を予測する。最終的に、データベース中にある可能な限り多くのタンパク質について、基質結合→立体構造変化→反応という機能発現の動的な過程を理解することを目的とする。
基質結合に伴う立体構造変化のデータベース解析の結果として、以下のことを明らかにした。
1.839個の代表タンパク質からなる立体構造変化データベースを構築した
2.それらの運動をドメイン型、ローカル型、内部結合基質型、運動なし、に分類した
3.どれらをさらに、基質結合に伴うもの、結晶場の変化等の外部要因によるものに分類した
4.基質結合のよるものに対して、閉運動、開運動、その他に分類した
5.基質結合によるものに対して、線形応答理論を適用し、ドメイン型閉運動についてはほぼ完璧な線形運動であることを明らかにした
6.基質結合によるローカル型運動については、多くがorder-disorder転移、またはhelix-coil転移などの大きな運動を含み、その意味で非線形的な運動が多数を占めた
7.内部結合基質型は、ひとつのかなり大きなグループを形成し、非結合状態で極めて巧みに水素結合を完結していることが示された
8.運動の特徴は、少なくとも酵素活性との相関を見いだすことができた

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] rotein Functional Motions : Basic Concepts and Computational Methodologies2011

    • 著者名/発表者名
      S.Fuchigami, H.Fujisaki, Y.Matsunaga, A.Kidera
    • 雑誌名

      Adv.Chem.Phys.

      巻: 145 ページ: 35-82

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classification and annotation of the relationship between protein structural change and ligand binding2011

    • 著者名/発表者名
      T.Amemiya, R.Koike, S.Fuchigami, M.Ikeguchi, A.Kidera
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol.

      巻: 408 ページ: 568-584

    • 査読あり
  • [学会発表] Database analysis of protein structural changes upon ligand binding2010

    • 著者名/発表者名
      T.Amemiya, R.Koike, S.Fuchigami, M.Ikeguchi, A.Kidera
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-09-20
  • [図書] 超多自由度系の新しい科学 3.1章 生体分子の計算機シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      木寺詔紀(分担)
    • 総ページ数
      40
    • 出版者
      共立出版

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公開日: 2012-07-19  

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