ゲノムジャンク領域にコードされる機能ペプチドの制御機構の情報学的推定と実験的検証

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K12107
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 福吉 修一 金沢大学, 薬学系, 講師 (10456410)
• 研究分担者: 伊藤 素行 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (20377906) ; 清水 謙多郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80178970)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 粗視化 / Martini / uORF / ドッキングシミュレーション

研究実績の概要

本研究は、ヒトゲノムにおける非翻訳領域による生理活性機構の全貌解明を目的とし、翻訳に関わるリボソームが、メッセンジャーRNA上の非コード領域の上流 にあるORF(uORF)を翻訳する際の挙動を検討するため、80Sリボソームの構造情報解析を中心とした研究を行うことにある。 今年度の助成金は、主に最新版の分子動力学シミュレーション実行用PCのアップグレードのためのCPU、ロジックボード、メモリーの購入に充てられた。また、シミュレーションは別用途で使用していたコンピュータ(Ryzen Threadripper 2990WX 32CPU×3台)を並列計算用にクラスター化したシステムを用いて行った。 具体的には、uORFペプチドとリボソーム内トンネル部位とのスタッキングについての議論を行うため、トンネルを持つ60Sサブユニットに対する分子動力学シミュレーションを行う必要がある。分子量280万の60Sサブユニットについて全原子シミュレーションを行うのは計算コストの点から現実的ではないためタンパク質のアミノ酸残基およびRNAのヌクレオチドを数個のユニットとして粗視化を行い、GROMACSを用いて粗視化力場による分子動力学シミュレーションを行った。
また、uORFからは100残基未満のペプチドが翻訳され、その一部は生理活性をもっていることが知られている。このペプチド鎖とタンパク質とのドッキングシミュレーションを行い、生理活性発現の機構解明を目的とした調査を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Promotive effects of marine-derived dimethyl sulfoxide on the photodegradation of phenanthrene in the atmosphere (2024)
  • 著者名/発表者名: Zhang Lulu、Yan Wenwen、Kohtani Shigeru、Fukuyoshi Shuichi、Hu Min、Nagao Seiya、Tang Ning
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 926 ページ: 171938～171938
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.171938
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Caged Xanthones and Biphenyls Isolated from the Tropical Plant <i>Garcinia lateriflora</i> (2024)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Ayano、Saito Yohei、Miyake Katsunori、Fukuyoshi Shuichi、Newman David J.、O’Keefe Barry R.、Lee Kuo-Hsiung、Nakagawa-Goto Kyoko
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 87 ページ: 266～275
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.3c00934
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Unusual Vilasinin-Class Limonoids from Trichilia rubescens (2024)
  • 著者名/発表者名: Amuti Saidanxia、Saito Yohei、Fukuyoshi Shuichi、Miyake Katsunori、Newman David J.、O’Keefe Barry R.、Lee Kuo-Hsiung、Nakagawa-Goto Kyoko
  • 雑誌名: Molecules 巻: 29 ページ: 651～651
  • DOI: 10.3390/molecules29030651
  • 査読あり / 国際共著