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2013 年度 研究成果報告書

動的構造に基づく定量的な蛋白質間相互作用システムの計算・情報科学研究

研究課題

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研究課題/領域番号 23370071
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 春木  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (80134485)

研究分担者 金城 玲  大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (30370117)
連携研究者 肥後 順一  大阪大学, たんぱく質研究所, 特任研究員 (80265719)
神谷 成敏  大阪大学, たんぱく質研究所, 特任研究員 (80420462)
米澤 康滋  近畿大学, 先端技術総合研究所, 教授 (40248753)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード構造・機能予測 / 分子シミュレーション / 蛋白質 / プロテオーム / 蛋白質間相互作用
研究概要

従来よりもはるかに高いサンプリング効率を発揮できるV-McMD法を新規に開発し、新規の非エバルト法による高速分子動力学計算プログラムと組み合わせて周期系に応用し、結合によってアミノ酸側鎖や主鎖構造が変化する系での蛋白質の二量体形成を自由エネルギー地形の計算から解析し、その安定性の定量化を実現できた。一方、蛋白質の相互作用における界面に対してその部分構造と表面構造の類似性を網羅的に調べて分類し、フォールド構造の異なる蛋白質においても共有されているパッチを見出した。また、界面に共通に観測される構造モチーフを同定し、それらの組み合わせとしての複合モチーフが機能と良く対応していることを見出した。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rigid-body motions of interacting proteins dominate multi-specific binding of Ubiquitin in a shape-dependent manner2014

    • 著者名/発表者名
      Dasgupta B, Nakamura H, Kinjo AR
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 82 ページ: 77-89

    • DOI

      10.1002/prot.24371

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind Prediction of Interfacial Water Positions in CAPRI2014

    • 著者名/発表者名
      Lensink MF, …, Nakamura H, et al
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 82 ページ: 620-632

    • DOI

      10.1002/prot.24439

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific non-local interactions are not necessary for recovering native protein dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Dasgupta B, Kasahara K, Kamiya N, Nakamura H, Kinjo AR
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 ページ: e91347

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0091347

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Zero-multipole summation method for estimating electrostatic interactions in molecular dynamics : analysis of the accuracy and application to liquid systems2014

    • 著者名/発表者名
      Fukuda I, Kamiya N, Nakamura H
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 140 ページ: 194307

    • DOI

      10.1063/1.4875693

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of zero-dipole summation method to molecular dynamics simulations of a membrane protein system2013

    • 著者名/発表者名
      Kamiya N, Fukuda I, Nakamura H
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 568-569 ページ: 26-32

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.03.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A virtual-system coupled multicanonical molecular dynamics simulation : Principles and applications to free-energy landscape of protein-protein interaction with an all-atom model in explicit solvent2013

    • 著者名/発表者名
      Higo J, Umezawa K, Nakamura H
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 138 ページ: 184106

    • DOI

      10.1063/1.4803468

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exhaustive comparison and classification of ligand-binding surfaces in proteins2013

    • 著者名/発表者名
      Murakami Y, Kinoshita K, Kinjo AR, Nakamura H
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 22 ページ: 1379-1391

    • DOI

      10.1002/pro.2329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulations of a double-stranded DNA in an explicit solvent model with zero-dipole summation method2013

    • 著者名/発表者名
      Arakawa T, Kamiya N, Nakamura H, Fukuda I
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8 ページ: e76606

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0076606

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulations Accelerated by GPU for Biological Macromolecules with a Non-Ewald Scheme for Electrostatic Interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Mashimo T, Fukunishi Y, Kamiya N, Takano Y, Fukuda I, Nakamura H
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput

      巻: 9 ページ: 5599-5609

    • DOI

      10.1021/ct400342e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Composite structural motifs of binding sites for delineating biological functions of proteins2012

    • 著者名/発表者名
      Kinjo AR, Nakamura H
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 ページ: e31437

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0031437

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Ewald methods : Theory and Applications to Molecular Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuda I, Nakamura H
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 4 ページ: 161-170

    • DOI

      10.1007/s12551-012-0089-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Counterbalance of ligand- and self-coupled motions characterizes multispecificity of ubiquitin2012

    • 著者名/発表者名
      Dasgupta B, Nakamura H, Kinjo AR
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 22 ページ: 168-178

    • DOI

      10.1002/pro.2195

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct roles of overlapping and non-overlapping regions of hub protein interfaces in recognition of multiple partners2011

    • 著者名/発表者名
      Dasgupta B, Nakamura H, Kinjo AR
    • 雑誌名

      J. mol. Biol

      巻: 411 ページ: 713-727

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.06.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Community-wide assessment of protein-interface modeling suggests improvements to design methodology2011

    • 著者名/発表者名
      Fleishman S J, …, Nakamura H, et al
    • 雑誌名

      J. mol. Biol

      巻: 414 ページ: 289-302

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.09.031

    • 査読あり
  • [学会発表] New Approach to Electrostatic Properties of Proteins and Protein-Protein Interactions2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      The 4th Asia Pacific Protein Association (APPA) Conference
    • 発表場所
      ICC Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-05-18
    • 招待講演
  • [学会発表] New Approaches to Dynamic Properties of Proteins and their Applications to Drug Discover of GPCR2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      CADD'13
    • 発表場所
      Institut Teknologi Bandung, Bandung, Indonesia
    • 年月日
      2013-12-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛋白質の結合部位の構造パターンと 生物学的機能を結ぶ2013

    • 著者名/発表者名
      金城玲
    • 学会等名
      第6回定量生物学の会
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館
    • 年月日
      2013-11-24
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム情報(1D)から蛋白質の動的構造情報(4D)へ2013

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂(東京)
    • 年月日
      2013-09-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Composite structural motifs of binding sites for annotating functional differences2013

    • 著者名/発表者名
      Kinjo AR
    • 学会等名
      International Conference on Structural Genomics 2013
    • 発表場所
      京王プラザホテル札幌
    • 年月日
      2013-07-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Composite structural motifs of binding sites for delineating biological functions of proteins2013

    • 著者名/発表者名
      金城玲
    • 学会等名
      第54回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2013-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命科学における情報科学・計算科学2013

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      第6回三大学連携シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学統合研究拠点
    • 年月日
      2013-02-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Drug Development for a GPCR with in-silico screening2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      Nagoya symposium : Frontiers in Structural Physiology
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂
    • 年月日
      2013-01-24
    • 招待講演
  • [学会発表] A new non-Ewald scheme : The zero-dipole summation method and its applications to molecular dynamics simulations for homogeneous and inhomogeneous biomolecular systems2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      National Symposium on Frontiers of Biophysics, Biotechnology & Bioinformatics and 37'th Annual Meeting of Indian Biophysical Society
    • 発表場所
      University of Mumbai, India
    • 年月日
      2013-01-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Prediction of protein-protein complex structures2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      International Conference on Biomolecular Forms and Functions
    • 発表場所
      Indian Institute of Science Bangalore, India
    • 年月日
      2013-01-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛋白質の自由エネルギー地形2012

    • 著者名/発表者名
      中村春木
    • 学会等名
      スーパーコンピュータ・ワークショップ2012
    • 発表場所
      自然科学研究機構・岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2012-01-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Intrinsically Disordered Proteins and Development of Corresponding Drugs2011

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H
    • 学会等名
      CADD2011 (Plenary Lecture)
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2011-12-05
    • 招待講演
  • [図書] "Prediction of Protein-Protein Complex Structures" in Biomolecular Forms and Functions : A Celebration of 50 years of the Ramachandran Map(Eds. Manju Bansal & N. Srinivasan)2013

    • 著者名/発表者名
      Kanamori E, Murakami Y, Sarmiento J, Liang S, Standley DM, Shirota M, Kinoshita K, Tsuchiya Y, Higo J, Nakamura H
    • 総ページ数
      160-172
    • 出版者
      World Scientific Publishing
  • [備考]

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/pi/index_pi.html

URL: 

公開日: 2015-06-25  

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