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

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21200005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学; 生体生命情報学
• 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)
• 研究分担者: 峯崎 俊哉 東海大学, 理学部, 准教授 (30190713)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 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の仕組みを明らかにするために,4つの課題について検討した。課題1では,単一アミノ酸ポテンシャルを用いた力場の改良と精度の検証を行った。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解析した。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解析を行った。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った。

研究成果

• [雑誌論文] From Sulfur to Selenium. A New Research Arena in Chemical Biology and Biological Chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iwaoka, K. Arai
  • 雑誌名: Curr. Chem. Biol. 巻: 6(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic and Thermodynamic Analysis of the Conformational Folding Process of SS-Reduced Bovine Pancreatic Ribonuclease A Using a Selenoxide Reagent with High Oxidizing Ability (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Arai, F. Kumakura, M. Iwaoka
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 2 ページ: 60-70
  • 査読あり
• [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: K. Arai, K. Dedachi, M. 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: A. Makiyama, I. Komatsu, M. Iwaoka, M. 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: S. Yoshida, F. Kumakura, I. Komatsu, K. Arai, Y. Onuma, H. Hojo, B. G. Singh, K. I. Priyadarsini, M. Iwaoka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 50 ページ: 2125-2128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Functional Groups on Antioxidant Properties of Substituted Selenoethers (2011)
  • 著者名/発表者名: P. Prabhu, P. P. Bag, B. G. Singh, A. Hodage, V. K. Jain, M. Iwaoka, K. I. Priyadarsini
  • 雑誌名: Free Radical Res. 巻: 45 ページ: 461-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Water-Soluble Cyclic Selenide with Enhanced Glutathione Peroxidase-Like Catalytic Activities (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Kumakura, B. Mishra, K. I. Priyadarsini, M. Iwaoka
  • 雑誌名: Eur. J. Org. Chem. ページ: 440-445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Substrate Reactivity in the Glutathione Peroxidase (GPx) Activity of Selenocystine (2010)
  • 著者名/発表者名: B. Singh, P. P. Bag, F. Kumakura, M. Iwaoka, K. I. Priyadarsini
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 703-708
  • 査読あり
• [雑誌論文] 単一アミノ酸の構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩岡道夫
  • 雑誌名: プロモイス ページ: 62
• [雑誌論文] Synthesis of New Sulfoxide-Containing Diselenides and Unexpected Cyclization Reactions to 2,3-Dihydro-1,4-benzoseleno-thiine 1-Oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: D. M. Freudendahl, M. Iwaoka, T. 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: M. Iwaoka, N. Sano, N. Hasegawa, M. Yokokawa, S. Kunigami, H. 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: B. G. Singh, E. Thomas, F. Kumakura, K. Dedachi, M. Iwaoka, K. I. 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 Tetrahydronaphthalenes (2010)
  • 著者名/発表者名: Z. A. Khan, M. Iwaoka, T. 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: K. Arai, F. Kumakura, M. Iwaoka
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 10535-10542
  • 査読あり
• [雑誌論文] The SAAP Force Field. Development of the Single Amino Acid Potentials for Twenty Proteinogenic Amino Acids and Monte Carlo Molecular Simulation for Short Peptides (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Iwaoka, N. Kimura, D. Yosida, T. Minezaki
  • 雑誌名: J. Comput. Chem. 巻: 30 ページ: 2039-2055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Oxidative Folding of Ribonuclease A by Using Water-Soluble Selenoxide Reagent (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Arai, F. Kumakura, M. Iwaoka
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 37 ページ: S34
• [雑誌論文] New Synthetic Strategies towards Selenocysteine and Selenomethionine Derivatives (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Iwaoka, S. Yoshida, S. Oishi, A. Makiyama, F. Kumakura
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 37 ページ: S83
• [雑誌論文] Synthesis of Selnocysteine Derivatives and Their Antioxidant Catalytic Activities (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, M. Iwaoka
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 37 ページ: S87
• [学会発表] 単一アミノ酸ポテンシャル力場の改良と応用 (2012)
  • 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92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶応大日吉キャンパス
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 単一アミノ酸ポテンシャル力場を用いた非天然アミノ酸を含むペプチドの分子シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村岳史、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92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶応大日吉キャンパス
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 単一アミノ酸ポテンシャル力場を用いた低分子ペプチドの構造探索 (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: 第25回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 東工大大岡山キャンパス
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 単一アミノ酸力場を用いた非天然アミノ酸を含むペプチドの分子シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 出立兼一、野村岳史、下里卓、峯崎俊哉、岩岡道夫
  • 学会等名: 第48回ペプチド討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Oxidative Folding Pathways of Proteins Investigated by Using Selenoxide Reagents (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iwaoka
  • 学会等名: 150 Years of German-Japanese Collaboration in GDCh-Wissenschaftsforum Chemie 2011
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Molecular Simulation of Peptides Using the Single Amino Acid Potential Force Field (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Dedachi, M. Iwaoka
  • 学会等名: 150 Years of German-Japanese Collaboration in GDCh-Wissenschaftsforum Chemie 2011
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 単一アミノ酸ポテンシャル(SAAP)力場を用いた生体分子の構造解析 (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: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
  • 年月日: 2011-06-08
• [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: M. 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
• [学会発表] 単一アミノ酸ポテンシャルを用いたタンパク質の歪みエネルギー解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩岡道夫, 峯崎俊哉, 中村慎吾, 下里卓
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Redox-Coupled Folding of Proteins by Using Small Organic Selenium Reagents (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Iwaoka
  • 学会等名: School and Symposium on Advanced Biological Inorganic Chemistry (SaBIC-2009)
  • 発表場所: Mumbai, India
  • 年月日: 2009-11-07
• [図書] Nucleophilic Selenium in Organoselenium Chemistry: Synthesis and Reactions, T. Wirth編 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iwaoka
  • 総ページ数: 53-109
  • 出版者: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
• [図書] 化学辞典(第2版) (2009)
  • 著者名/発表者名: 安孫子誠也, 他112名
  • 総ページ数: 1716
  • 出版者: 森北出版
• [備考] 試作プログラムの配信
  • URL: http://saap.sc.u-tokai.ac.jp
• [備考] 研究成果の配信
  • URL: http://www.sc.u-tokai.ac.jp/Iwaokalab.htm