正準分子軌道解析に基づくタンパク質性能改変の研究

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02056
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37010:生体関連化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: タンパク質 / 正準分子軌道計算 / 密度汎関数法

研究成果の概要

タンパク質正準分子軌道の経験から分子軌道が広範囲に広がるものと、局在化するものが存在することを見出した。タンパク質の正準分子軌道とその物性を理解するため、大規模なタンパク質正準分子軌道計算結果を解析する手法をいくつか開発し、解析を行なった。これにより、タンパク質正準分子軌道の広がり方や相互作用を網羅的かつ客観的に調査することが可能となった。これらの知見は量子効果に基づく新しいタンパク質設計の基盤技術を構築し、タンパク質の設計とその応用に新たな可能性を開くものと期待される。

自由記述の分野

計算生体分子科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

成果成果を公開するものとして論文・研究発表などのほか、開発した手法・アルゴリズムはインターネット上ですでに公開しているProteinDFやQCLObotに実装している。これらはGNU GPL v3ライセンスのもとオープンソースとして公開しており、自由に利用できる。
本研究の成果は、タンパク質に限らずさまざまな含金属・非金属物質および材料系に適用可能であり、大規模正準分子軌道計算の解析法の一つとして大いに利用されるものと考えている。