新拡張アンサンブル法による蛋白質フォールディング機構の自由エネルギー解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13208036
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 杉田 有治 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (80311190)
• Keywords: 拡張アンサンブル法 / マルチカノニカル法 / レプリカ交換法 / Met-enkehpalin / C-peptide

Research Abstract

本研究の目的は、ランダムコイル状態から天然状態への蛋白質フォールディング機構を物理化学的な観点から考察することである。そのため、溶媒効果を厳密に取り入れたポテンシャル関数を用い、さらに近年我々により開発された非常に効率のよい分子シミュレーションの手法(拡張アンサンブル法、例えばレプリカ交換分子動力学法など)を用いた。
まず、我々はこれまで開発してきた様々な拡張アンサンブル法の効率に関する評価を行い、従来提案されてきたレプリカ交換法と比較して、我々の開発したレプリカ交換マルチカノニカル法やマルチカノニカルレプリカ交換法が非常に優れたサンプリング手法であることを示した。次に、この手法を用いて、溶媒を露に考慮した条件下で、5残基ペプチドであるMet-enkephalinや13残基のペプチドであるC-peptideに関する計算を行った。これにより、1)蛋白質折れ畳みに関する溶媒効果や2)αヘリックス形成機構に関する原子レベルでの詳細な解析を行った。

Research Products

• [Publications] Mitsutake, A.: "Generalized-Ensemble Algorithms for Molecular Simulations of Biopolymers"Biopolymers. 60. 96-123 (2001)
• [Publications] 杉田 有治: "拡張アンサンブル法によるタンパク質の折れ畳みシミュレーション"日本物理学会誌. 56. 591-599 (2001)