2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22370058
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
林 重彦 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70402758)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 分子シミュレーション / 酵素反応 / リン酸加水分解 / QM/MM 法 / 動力学法 |
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| Research Abstract |
1. F1-ATPase の酵素反応解析 QM/MM RWFE-SCF 法を用いて、ATP 加水分解反応の解析を行った。Empty サイトにリン酸が結合したタンパク質、及びしていないものの MD シミュレーションモデルを構築し、ADP 結合部位の自由エネルギー構造最適化計算を行なった。これまでに、リン酸が結合していないモデルに対して 150 ns の MD トラジェクトリ計算による構造最適化が行われており、構造熱揺らぎを考慮していない反応活性部位の構造からの大きな変化を観測した。
2. Ras-GAP G タンパク質の酵素反応解析 QM/MM RWFE-SCF 法を用いて、Ras-GAP 複合体の GTP 加水分解反応の解析を行った。これまでに、それぞれ 500～800 ns の MD トラジェクトリ計算による自由エネルギー構造最適化計算を行なっており、反応始状態と遷移状態については、最適化構造に非常に近いところまで計算が進んだ。その結果、反応始状態と遷移状態では、Ras と GAP の複合体でのそれぞれのタンパク質の相対的な位置が大きく変化しており、触媒反応活性に複合体の大きな構造変化が重要な寄与を与えていることが示唆された。
3. LRPF 法を用いたカルモジュリンの大規模構造変化の解析 Ca2+ の結合に伴うカルモジュリンの構造変化を LRPF 法を用いて明らかにした。これまでに、4 本の独立したシミュレーションを行い、そのうちの 3 本は開構造への遷移に成功し、もう 1 本もその終状態に向かっている構造変化が得られている。
4. Rh 光受容タンパク質の光活性化機構の解析 Rh 暗状態に対して、QM/MM RWFE-SCF 法を用いて自由エネルギー構造最適化計算を行った。また、暗状態の異なる conformational substate を見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Molecular mechanism of ATP hydrolysis in F1-ATPase revealed by molecular simulations and single molecule observations2012
Author(s)
Shigehiko Hayashi, Hiroshi Ueno, Abdul Rajjak Shaikh, Myco Umemura, Motoshi Kamiya, Yuko Ito, Mitsunori Ikeguchi, Yoshihito Komoriya, Ryota Iino, and Hiroyuki Noji,
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Journal Title
Journal of the American Chemical Society
Volume: 134
Pages: 8447-8454
DOI
Peer Reviewed
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