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2010 年度 実績報告書

単一アミノ酸ポテンシャル力場を用いた生体分子シミュレーションシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21200005
研究機関東海大学

研究代表者

岩岡 道夫  東海大学, 理学部, 教授 (30221097)

キーワードタンパク質 / アミノ酸 / 力場 / 分子シミュレーション / タンパク質構造データベース / ポテンシャル / 分子軌道計算 / フォールディング
研究概要

タンパク質の立体構造形成過程(フォールディング)の仕組みを明らかにするために,本研究では4つの検討課題を設定した。検討課題1では,単一アミノ酸ポテンシャル力場の精度を検証する。検討課題2では,ペプチドの立体構造における単一アミノ酸ポテンシャルの役割を定量的に明らかにする。検討課題3では,単一アミノ酸ポテンシャルに基づいてタンパク質立体構造の歪みエネルギーを解析する。検討課題4では,ウェブにおいてシミュレーションプログラムの公開を行う。
平成22年度は,平成21年度の研究成果を受けて検討課題1~4について本格的な検討を行い,次の成果を得た。検討課題1では,開発した生体分子シミュレーションシステム(SAAPシミュレーションプログラム)を用いてエンケファリンやシニョリンなどの短いペプチドの分子シミュレーションを行い,SAAPシミュレーションプログラムがペプチドの分子構造を従来法に比べてはるかに効率的に,正確に再現できることを確認した。検討課題2では,検討課題1の結果を踏まえ,本研究で提唱する単一アミノ酸ポテンシャル(SAAP)という新しい概念が,ペプチドおよびタンパク質の立体構造を解析する上で重要なものであることを提案し,学会発表および学術論文にまとめ投稿した。検討課題3では,開発したSAAP歪み解析プログラムを用いて,タンパク質構造データベース(PDB)より抽出した500個のタンパク質構造について,その歪みエネルギーを網羅的に解析した。各アミノ酸残基の歪みエネルギーと,アミノ酸の種類や2次構造との関連を解析した。検討課題4では,公開中のSAAP力場のホームページを改定し,新しい情報発信を行うとともに,改良されたSAAPシミュレーションプログラムの公開を開始した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Rapid and Quantitative Disulfide Bond Formation for a Polypeptide Chain Using a Cyclic Selenoxide Reagent in an Aqueous Medium.2011

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arai, Kenichi Dedachi, Michio Iwaoka
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J.

      巻: 17 ページ: 481-485

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Pot Conversion of Serine and α-Methylserine Derivatives to the Corresponding Cysteines and Selenocystines by Using Chalcogenophosphate Reagents.2011

    • 著者名/発表者名
      Akira Makiyama, Itsuki Komatsu, Michio Iwaoka, Masanobu Yatagai
    • 雑誌名

      Phosph.Sulf.Silic.and The Related Elements

      巻: 186 ページ: 125-133

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antioxidative Glutathione Peroxidase Activity of Selenoglutathione.2011

    • 著者名/発表者名
      Sari Yoshida, Fumio Kumakura, Itsuki Komatsu, Kenta Arai, Yuko Onuma, Hironobu Hojo, Beena G.Singh, K.Indira Priyadarsini, Michio Iwaoka
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 50 ページ: 2125-2128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of New Sulfoxide-Containing Diselenides and Unexpected Cyclization Reactions to 2,3-Dihydro-1,4-benzoselenothiine 1-Oxides.2010

    • 著者名/発表者名
      Diana M.Freudendahl, Michio Iwaoka, Thomas Wirth
    • 雑誌名

      Eur.J.Org.Chem.

      ページ: 3934-3944

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Transitions and an Enzymatic Function of Ribonuclease A Encapsulated in Transparent Porous Silica Gel.2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Iwaoka, Nobukazu Sano, Norikazu Hasegawa, Mariko Yokokawa, Satoko Kunigami, Hiroyuki Shirai
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn

      巻: 83 ページ: 935-941

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Electron Redox Processes in a Cyclic Selenide and a Selenoxide : A Pulse Radiolysis Study.2010

    • 著者名/発表者名
      Beena G.Singh, Elizabeth Thomas, Fumio Kumakura, Kenichi Dedachi, Michio Iwaoka, K.Indira Priyadarsini
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A

      巻: 114 ページ: 8271-8277

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Cyclization Cascades to Functionalized Indanes and Tetrahydrona phthalenes.2010

    • 著者名/発表者名
      Zulfiqar A.Khan, Michio Iwaoka, Thomas Wirth
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 66 ページ: 6639-6646

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Kinetic and Thermodynamic Phases in the Pre-Folding Process of Bovine Pancreatic Ribonuclease A Coupled with Fast SS Formation and SS Reshuffling.2010

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arai, Fumio Kumakura, Michio Iwaoka
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 49 ページ: 10535-10542

    • 査読あり
  • [学会発表] SAAP力場の開発とペプチド分子シミュレーションへの応用2011

    • 著者名/発表者名
      岩岡道夫, 出立兼一, 下里卓, 峯崎俊哉
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] SAAP力場を用いたシニョリン及びC-ペプチドの構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      出立兼一, 下里卓, 峯崎俊哉, 岩岡道夫
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Single amino acid potentials as prominent determinants of protein structures.2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Iwaoka
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2010-12-18
  • [学会発表] 単一アミノ酸ポテンシャル力場(SAAP力場)の開発と評価2010

    • 著者名/発表者名
      出立兼一, 下里卓, 峯崎俊哉, 岩岡道夫
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2010-09-17
  • [備考]

    • URL

      http://saap.sc.u-tokai.ac.jp

  • [備考]

    • URL

      http://www.sc.u-tokai.ac.jp/Iwaokalab.htm

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公開日: 2012-07-19  

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