免疫系におけるCD2/CD58複合体形成の分子メカニズム

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680657
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 北尾 彰朗 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30252422)
• Keywords: CD2 / CD58 / 複合体形成 / NMR / 構造精密化 / 結合自由エネルギー / ダイナミクス / 分子動力学

Research Abstract

本研究では、CD2とCD58の複合体形成のメカニズムを解明するため、実験データ(主にNMR)及び分子シミュレーションを用い、以下の3点を明らかにすることを目標としている。目的1、CD2/CD58複合体形成に伴う蛋白質の構造及びダイナミックスの変化を原子レベルで解明する。目的2、CD2/CD58複合体が、どの残基のどの化学基がどのような相互作用(静電相互作用・疎水相互作用等)によって安定化されているかを、アミノ酸置換に伴う結合エネルギーの変化から定量的に評価する。目的3、1と2の結果を踏まえ、CD2/CD58複合体形成のシグナル伝達における役割を解明する。
本年度の実績は以下のとおりである。目的1に関しては昨年に引き続きCD2の構造精密化を進め、この解析方法の改良も進めている。アンサンブルの候補となる構造の生成に関しては、拘束力を変化させることによってより効率的な計算ができることが明らかになった。目的2を達成するための自由エネルギー計算では、昨年度明らかになった問題点を克服するため、分子研の杉田有治氏との共同研究によりあらたな計算法(REUS法)を開発した。この方法では、さまざまなパラメタ(温度、構造等)を反応座標として、自由エネルギーのマップをより正確に計算することを可能にした。昨年度問題だった構造の不確定性の問題も、この方法と構造精密化法を組み合わせることで克服が可能と考えられる。この方法を利用した自由エネルギーの計算は来年度に本格的に研究していく事にする。

Research Products

• [Publications] Kitao,A.: "A space-time structure determination of human CD2 reveals the CD58-binding mode"Proc.Natl.Acad.Sci.. 97・5. 2064-2068 (2000)
• [Publications] Sugita,Y.: "Multi-dimensional Replica-Exchange Method for Free Energy Calculations"Chem.Phys.Lett.. 113・15. 6042-6051 (2000)
• [Publications] 北尾彰朗: "実験と理論から機能に関わるタンパク質のダイナミクスを観る"生物物理. 40・3. 167-172 (2000)
• [Publications] 杉田有治: "理論計算からタンパク質の変性構造を探る"生物物理. 40・6. 368-373 (2000)