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タンパク質に関するサイレントキーワード酵素反応が含まれる科研費採択研究5件

タンパク質に関するサイレントキーワード酵素反応が含まれる科研費採択研究 5件

アルカン合成関連酵素の構造ゆらぎ制御に基づく遷移状態制御
【研究分野】遷移状態制御
【研究領域課題番号】15KT0139 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

タンパク質 / 酵素反応 / 分子動力学 / NMR / バイオエネルギー
【研究成果の概要】

最近、酵素反応における遷移状態の形成には酵素のグローバルな構造変化が必要であり、これが触媒反応の律速段階となることが明らかとなってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産に重要な酵素AARとADOをモデルとして用い、分子動力学シミュレーション（理論）とNMR緩和測定（実験）によって酵素の構造揺らぎを検出した。次に、酵素の構造揺らぎを制御する上で重要なアミノ酸残基を探索し、それらの部位に変異を導入することにより、酵素の遷移状態を制御可能なことを示した。また、600個以上の変異体を作製する網羅的な変異解析により、両酵素の活性を制御する上で重要な残基の同定に成功した。
【研究代表者】

新井宗仁東京大学大学院総合文化研究科教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2018-03-31
【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分担者】
林勇樹東京大学大学院総合文化研究科助教 (Kakenデータベース)

RNA合成酵素複合体の分子構造進化基盤
【研究分野】構造生物化学
【研究領域課題番号】26251009 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

RNA / 構造 / 反応機構 / 反応分子機構 / ヌクレオチド転移酵素 / X線結晶構造 / 酵素反応 / 構造解析 / 機能解析 / RNA合成 / X線結晶 / tRNA / 蛋白質
【研究成果の概要】

本研究ではtRNA末端を合成するCC-、A-、CCA-付加酵素、翻訳因子と複合体を形成するRNA合成酵素の反応分子機構を明らかにした。CC付加酵素では、tRNAがCC合成過程で酵素上を回転し、転移することによって１つの活性部位で２つのCが付加される機構を明らかにした。また、A付加酵素はtRNA上腕部の長さを測ることによって、末端のAが欠けたtRNAのみにAを付加する機構を明らかにした。また、CCA付加酵素には成熟tRNAと未成熟tRNAを識別する機構があることを明らかにした。さらに、S1蛋白質と複合体を形成するRNA合成酵素では、S1がRNA合成開始に必要である分子基盤を明らかにした。
【研究代表者】

富田耕造東京大学大学院新領域創成科学研究科教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-06-27 - 2017-03-31
【配分額】40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円)

呼吸鎖複合体蛋白質における電子・プロトン移動の理論計算による解析
【研究分野】生物物理学
【研究領域課題番号】21770163 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

光生物 / 蛋白質 / 酵素反応 / 電子移動反応 / 生体生命情報学 / 生物物理
【研究成果の概要】

蛋白質の立体構造を用いた理論化学計算により、膜蛋白質や酵素における電子移動・プロトン移動反応を複数の蛋白質で行った。蛋白質中の全てのアミノ酸残基の効果を考慮して蛋白質活性部位の解離性アミノ酸残基のpKa値や酸化還元電位を計算しその結果を解析することにより、蛋白質中のプロトン結合サイト、酸化還元活性部位が蛋白質環境によっていかに巧妙に制御されているか、その仕組みを明らかにした。
【研究代表者】

石北央京都大学生命科学系キャリアパス形成ユニット特定助教 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2010
【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

生体反応の量子ハイブリッド分子動力学シミュレーション

【研究分野】数理物理・物性基礎

【研究領域課題番号】21340108 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ハイブリッドQM/MM / 分子動力学 / RNA / タンパク質 / 第一原理計算 / 触媒反応 / 酵素反応 / 機能解析 / QM/MMハイブリッド / 生物機能 / QM / MMハイブリッド

【研究成果の概要】

本研究では,生物機能に不可欠な役割を果たしている重要な生体高分子に対して,ハイブリッドQM/MM分子動力学計算などを適用し,生体反応の機構を理論的に解析することによって,以下の成果を得た。すなわち,リボザイムにタンパク質が直接関与することによって酵素反応が生じる「ハイブリッド触媒」の発見,リパーゼの活性部位における新規のタンパク質・機能構造単位(Na電子の結合によるの発見,タンパク質内・物質輸送のための逆止弁(世界最小サイズのバルブ)の発見,シトクローム酸化酵素(Cuサイト)における電子移動機構の解析と従来の実験結果にみられた矛盾の解決など,重要な成果を得た。

【研究代表者】

舘野賢兵庫県立大学大学院・生命理学研究科教授 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)

【研究分担者】
木野日織	独立行政法人物質・材料研究機構	計算科学センター	主任研究員	(Kakenデータベース)
濡木理	東京大学	大学院・理学系研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
濡木理	東京大学	大学院・理学系・研究科	教授	(Kakenデータベース)

蛋白質内における光エネルギー変換反応の研究
【研究分野】生物物理学
【研究領域課題番号】20870010 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

生物物理 / 蛋白質 / 酵素反応 / 生体生命情報学 / コンピューターシミュレーション / 計算化学
【研究成果の概要】

光受容体蛋白質BLUF (blue light sensing using FAD, FAD : flavin adenine dinucleotide)の光反応機構を理論計算的手法で解析した。BLUFの蛋白質立体構造データに基づき、静電ポテンシャル計算によってBLUF活性部位であるflavin, Tyr-21及びTrp-104の酸化還元電位を計算し、BLUFの電子移動反応の駆動力を求めた。その結果、活性時の蛋白質コンフォメーションを反映している立体構造を同定できた。
【研究代表者】

石北央京大医学(系)研究科(研究院) 助教 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2007 - 2008
【配分額】3,276千円 (直接経費: 2,520千円、間接経費: 756千円)

【研究分担者】
林勇樹	東京大学	大学院総合文化研究科	助教	(Kakenデータベース)