|
本研究は、分子設計技術の礎となるFMO-LCMO法を実際のタンパク質－タンパク質機能制御分子複合体系に適用し、エネルギー解析のみで進められてきた分子間相互作用に対して、分子軌道解析の概念を導入する事を目的とする。具体的には、タンパク質と数種の制御分子の複合体に対して、大規模分子複合体系の分子軌道構成やその要素解析を行う。まず、タンパク質－タンパク質機能制御分子複合体系として、実験、分子動力学計算、量子力学／分子力学計算から結合親和エネルギーが算出されているFKBP(FK506-binding protein)とその機能制御系を用いる。具体的な手順として以下を実行する：①我々による修正を施したフラグメント分子軌道(FMO)法計算を実行し、②我々が開発した大規模分子系1電子軌道計算(FMO-LCMO)法を用いて、1電子軌道と軌道エネルギーを算出する。得られた計算データから、③1電子軌道の構成要素解析を行う。④有意なデータより、分子設計理論の構築や分子設計指針を検討する。
平成29年度では、昨年度までに構築したFMO計算上に階層概念を導入し、各階層ごとに計算条件を設定することで計算コストを下げ（多階層FMO法）、結合エネルギー計算の精度を維持する計算手法をTnkyrase系に適用した。この結果を論文としてまとめ、誌上発表を行った。また、FKBPとその制御分子系において、タンパク質やタンパク質構成アミノ残基による制御分子への構造緩和効果を調べるため、多階層FMO計算を活用し、電子状態計算による制御分子系の構造最適化を行った。この緩和構造に対して、FMO-LCMO法を用いて1電子軌道の影響を調べた。
|
