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2021 年度 研究成果報告書

マルチドメイン蛋白質CCSの緻密に設計されたドメイン運動とその物理的起源の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 20K22629
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0701:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

清水 将裕  京都大学, 複合原子力科学研究所, 研究員 (00879869)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード分子動力学シミュレーション / 金属タンパク質 / 銅タンパク質 / 小角散乱法
研究成果の概要

細胞内で酵素への銅イオン輸送を担うタンパク質CCSの分子運動と機能の関係を、理論計算及びX線小角散乱測定(試料にX線を照射しその散乱を計測する手法)の複合的アプローチによって研究した。CCSは複数の構造ドメインから成るが、銅イオン結合ドメインが銅イオンを獲得・保持するためには、銅イオンを結合しないドメインを含むドメイン間相互作用が重要であるとの結果を得た。本結果を得るために、理論計算・小角散乱データを統合する解析技術確立にも取り組んだ。報告者は理論計算によるマイクロ秒以上の分子運動がX線小角散乱測定に整合した場合に、それを現実の分子運動に近似するアイデアを考案し、その実現可能性を示した。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案した溶液散乱測定と理論計算による分子運動解析のアイデアは、今まで困難であった「X線結晶構造等の原子解像度データと、低解像度ながらも分子運動情報を含む小角散乱データを統合した生体分子ダイナミクス理解」への新規な道筋を与えている。加えて、この解析は他の実験データにも応用可能であり、様々な生体高分子実験データを統合し生体分子への理解を深めるための普遍的技術たりうることから、広く関連学術分野への波及効果が期待される。

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公開日: 2023-01-30   更新日: 2024-01-30  

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