研究課題/領域番号 |
20K03879
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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研究機関 | 金沢大学 |
研究代表者 |
三浦 伸一 金沢大学, 数物科学系, 教授 (10282865)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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キーワード | 拡張アンサンブル法 / 液体論 / タンパク質 / フォールディング |
研究成果の概要 |
本研究では拡張アンサンブル法を用いてタンパク質分子の三次構造を決定する手法の構築を試みた。まずは水溶液環境を連続体モデルにより記述した水和タンパク質のマルチカノニカル計算を実施し、対象としたタンパク質の熱力学的フォールディング転移点を決定した。この転移温度は実験から推定されているものと良い一致を示した。マルチカノニカル計算より得られた軌跡に沿ってエネルギー極小化することによりエネルギー地形の様相を明らかにし、転移温度以下では実験から知られている天然構造が支配的であること示した。また水溶液環境を3D-RISM理論により高精度化する手法の検討を行った。
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自由記述の分野 |
液体物性理論
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
タンパク質が機能を発現する天然状態は自由エネルギー最小の状態であり、折りたたみは物理的な原理に支配されていると考えられている。これはアミノ酸残基配列情報である一次構造から機能を発現する三次構造を物理的な方法論に基づき予測できる可能性を示しており、物質科学・生命科学の最重要課題のひとつに挙げられる。本研究では水溶液環境はごく粗いモデルが用いられているが、実験で知られている天然構造を熱力学的な相転移という観点より計算のみから特定することができた。また、本研究で行われた詳細な検討により液体の積分方程式理論を用いて水溶液環境を高精度化するための方法論的な方向性を示すことができた。
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