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整理番号 5120   (公開日 2009年10月27日) (カテゴリ バイオテクノロジー医学・薬学情報・通信
相互作用情報に基づく蛋白質複合体の構造変化予測と機能メカニズムの解明
●内容 生体内の多くの蛋白質は、他の分子と相互作用し、構造を変化させることにより機能を発揮している。これまでに結晶蛋白質のX線による構造解析や、NMRによる溶液中の構造解析が行われてきたが、生体内の蛋白質は周囲に水分子が結合したり、他の蛋白質や脂質膜などと複合体を形成するプロセスを経て機能するので、生体内に存在している状態での構造と機能の解析には課題を残している。しかも、生体超分子系は周りの水分子も含めると数百万原子にも達するので、技術的なブレークスルーが必要である。
この研究室では、分子シミュレーションが水素原子までを含めた分子の立体構造と動的挙動の情報を得ることができるという長所を利用し、蛋白質の立体構造からダイナミクス、そして機能発揮までの基礎原理を網羅的に解析している。この中で、新しい計算アルゴリズムによる計算能力を最大限に駆使した分子シミュレーションプログラムを開発し、これまでに、リゾチーム、グルタミン酸結合蛋白質、アルコール脱水素酵素などで水和やリガンド結合における構造ダイナミックスを解析した。また、細胞のべん毛やウイルスなど様々な生体超分子系の構造と機能のシミュレーションも行っている。
この研究室の特徴は、以下である。
・水分子などの溶媒もあらわに含めたシミュレーションで高精度の予測を行う
・蛋白質と低分子、蛋白質と蛋白質の複合体を形成する際の構造変化も考慮できる
・蛋白質などが多数含まれる巨大系の経験も豊富である
この技術では生体内での蛋白質と薬物等の化学物質との作用も解析し、これらの機能を解明することが出来るので、創薬研究や薬効メカニズム解析に有用になると考えられる。
この研究に興味を有する企業、団体とのコンタクトを求めている。
●研究者
准教授 北尾 彰朗
分子細胞生物学研究所 高難度蛋白質立体構造解析センター
●画像


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蛋白質-蛋白質複合体予測の際に精製したいくつかのモデル構造
(C) 計算分子機能研究分野研究室

蛋白質-リガンド系の結合モード解析
(C) 計算分子機能研究分野研究室
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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