本研究の目的は、「蛋白質の構造変化過程における水和構造の役割の解明」である。この目的のためには、蛋白質の溶液中における構造アンサンブルを可視化し、そのアンサンブルの形成におけるすわい構造の自由エネルギー寄与を明らかにする必要がある。そのために、(1)実験とMDシミュレーションの統合的手法による蛋白質構造アンサンブル可視化法の開発を行い、さらに、(2)蛋白質構造変化に伴う溶媒和自由エネルギー変化の解析方法を開発した。これらの手法により、蛋白質の機能的構造変化の駆動メカニズムを説明するためには、水和構造によるエネルギー的寄与が必須であることが明らかになりつつある。
To reveal the role of water molecules in a protein functional motion in MD simulation, it is necessary to visualize a free-energy map (conformational ensemble) of protein motions and then investigate thermodynamic contribution of waters to the map. For these purposes, we have developed the two methods to analyse conformational ensembles of proteins; (i) the Bayesian optimization method of MD ensemble to obtain realistic ensemble that can reproduce experimental data, and (ii) the method to calculate solvation free energy changes along protein motions. By applying these methods to MD simulation and solution scattering experiments of proteins, we have begun to reveal that the mechanism of the protein conformational motions cannot be accounted without the thermodynamic contribution of waters surrounding the protein molecules.

研究種目 : 若手研究 (A)
研究期間 : 2017～2020
課題番号 : 17H04854
研究分野 : 生物物理