| 研究実績の概要 |
申請課題「チャネルロドプシンのイオン透過の理論化学」では，生体分子の溶媒和理論(3D-RISM)および分子シミュレーション(MD)を用いて，チャネルの閉構造および初期開構造におけるイオン輸送経路の解明と，チャネルの遅い構造変化とイオン輸送経路の統計力学的探索を行い，チャネルタンパク質構造の柔らかさとイオン分布の柔らかさの相関を分子論的に明らかにすることを目的とした。
チャネル閉構造でのイオン輸送経路とイオンの自由エネルギープロファイルを明らかにし，さらにチャネル初期開状態の構造についても明らかにしつつある。チャネルの開閉は，レチナールの光異性化からはじまり，その後チャネル内の解離性アミノ酸残基間のプロトン移動により進んでいくが，これまでの研究で閉状態から開状態に至る初期段階（D470, P500, およびP390状態）のプロトン化状態を提案し，対応するイオン分布，イオン輸送経路およびイオンの自由エネルギープロファイルを示した。
これまで，チャネルの開閉にはチャネル内の２つの狭窄部位の存在と，その外れ方が実験で示唆されていたが，申請者らの結果は，ヘリックスと連動してソルトブリッジが外れる様子など，実験結果を強く支持するものであった。
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