生体分子構造およびに生体分子間相互作用の安定化における水分子の役割の解明

Material type: 文書・図像類

Author: 苙口, 友隆

Publisher: -

Publication date: 2015

Material Format: Digital

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Note (General)：: type:text本研究では, 生命に不可欠な水が蛋白質の機能的運動にどのような役割を果たすかを明らかにするために, 分子動力学(MD)シミュレーションと構造解析実験を組み合わせながら, 酵素蛋白質グルタミン酸脱水素酵素(GDH)が基質を捉える運動と水和構造変化の相関を調べた。その結果, GDHの機...

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科研費研究者番号 : 90589821

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Material Type: 文書・図像類
Title: 生体分子構造およびに生体分子間相互作用の安定化における水分子の役割の解明
Author/Editor: 苙口, 友隆
Author Heading: 苙口, 友隆
Publication Date: 2015
Publication Date (W3CDTF): 2015
Alternative Title: セイタイブンシコウゾウオヨビニセイタイブンシカンソウゴサヨウノアンテイカニオケルミズブンシノヤクワリノカイメイ
Seitai bunshi kozo oyobi ni seitai bunshikan sogo sayo no anteika ni okeru mizu bunshi no yakuwari no kaimei
Role of water molecules in biomolecular functions and interactions
Periodical title: 科学研究費補助金研究成果報告書
Text Language Code: jpn
eng
Subject Heading: 生体分子,機能的構造揺らぎ,水和構造,水素結合ネットワーク,分子動力学シミュレーション
Target Audience: 一般
Note (General): type:text
本研究では, 生命に不可欠な水が蛋白質の機能的運動にどのような役割を果たすかを明らかにするために, 分子動力学(MD)シミュレーションと構造解析実験を組み合わせながら, 酵素蛋白質グルタミン酸脱水素酵素(GDH)が基質を捉える運動と水和構造変化の相関を調べた。その結果, GDHの機能的運動がその表面での水分子の脱離・吸着で制御されていることを見出した。さらに, X線結晶構造解析で観察された水和構造を原子レベルで再現する分子ポテンシャル関数の開発を行った。MDと量子化学計算を併用した計算から, 実験水和構造を再現するためには, 非共有電子対を露わに取り込んだポテンシャル関数が必要なことが明らかになった。 In this study, we investigated how changes in hydration structure microscopically correlate with large-amplitude motions of a multi-domain protein, glutamate dehydrogenase (GDH), through molecular dynamics simulation supported by structural analyses and biochemical experiments. The results show that 'wetting'/'drying' and 'adsorption'/'dissociation' of a few water molecules at an active-site cleft worked as a switch for the functional motions of GDH. Thus, this study demonstrates the importance of water molecules in understanding protein functions. In addition, we are now developing a new MD potential parameter set, which can account experimental hydration structures around protein surfaces. Our analyses using MD and quantum-chemistry calculation show that the potential parameter set, which explicitly consider loan pairs of polar atoms, is necessary to reproduce the hydration structures obtained by X-ray crystal structural analyses.
研究種目 : 若手研究(B) 研究期間 : 2014～2015 課題番号 : 26800227 研究分野 : 生物物理
Access Restrictions: 限定公開
Related Material: 科研費研究者番号 : 90589821
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 慶應義塾大学 : 慶應義塾大学学術情報リポジトリ