分子クラウディング環境下における生体分子の機能的構造揺らぎの解析
【研究分野】生体分子化学およびその関連分野
【研究キーワード】
分子クラウディング / 蛋白質ダイナミクス / 分子動力学シミュレーション / 溶液中性子散乱 / 溶液X戦散乱 / 蛋白質ダイナミックス / 溶液X線散乱 / 電子―電子二重共鳴計測 / X線散乱回折実験 / 分子クラウディング環境 / 蛋白質の機能的構造揺らぎ / 中性子溶液散乱 / 電子－電子二重共鳴計測
【研究成果の概要】
細胞内環境は生体分子が混み合った分子クラウディング環境であり、近年、そのような環境下における蛋白質の機能は、従来用いられてきたin vitroの希薄溶液環境下のそれから大きな変調を受けることが指摘されている。分子クラウディング環境下における機能変調メカニズムを明らかにするためには、そのような環境下における蛋白質の構造揺らぎを可視化する必要が有るが、それを可能とする測定手法は存在しない。そこで、本研究においては、分子クラウディング環境下においても目的分子の構造情報のみを得る先端計測手法と、分子動力学シミュレーションを組み合わせた手法の開発を主に理論面から進めた。
【研究の社会的意義】
研究代表者はこれまで、溶液X線散乱と分子動力学(MD)シミュレーションを組み合わせたMD-SAXS法を開発することにより、溶液環境下における蛋白質の構造揺らぎを可視化し、その揺らぎが蛋白質の機能を制御していることを明らかにしてきた。しかしながら、分子クラウディング環境下で目的の生体分子についてのみ構造揺らぎの情報を得る手法は未だ存在せず、したがって、蛋白質機能がその環境下で変調を受ける機構は明らかになっていない。本研究は、分子クラウディング環境下での構造揺らぎ観察に初めて挑戦するものであり、構造機能相関の研究をin vitroからin vivoへ発展させる基盤となり得る。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31
【配分額】6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)