C2-2 タンパク質の動的構造解析

ユニット名

インシリコ解析ユニット

支援担当者

所属 ① 量子科学技術研究開発機構 量子生命科学研究所
② 量子科学技術研究開発機構 量子生命科学研究所
③ 量子科学技術研究開発機構 量子生命科学研究所
氏名 ① 河野 秀俊
② 櫻庭 俊
③ 石田 恒
AMED
事業
課題名 ウェットデータとドライデータの統合解析による分子モデリング支援
代表機関 量子科学技術研究開発機構
代表者 河野 秀俊

支援技術のキーワード

分子動力学計算、天然変性領域、拡張サンプリング、クラスタリング、自由エネルギー

支援技術の概要

  • 水中の全原子分子動力学(MD)シミュレーションによるタンパク質、タンパク質複合体、タンパク質-核酸複合体の動的挙動の詳細な解析
  • LDA-ITER (Liner Discriminant Analysis with Iteration) 解析、PCA解析による、複数のMDデータの同時解析、MDデータの違いを生み出している要因残基の同定
  • 拡張サンプリング法による天然変性領域の構造アンサンブルの取得とアンサンブルの特徴解析
  • 支援技術の利用例

  • 天然変性領域(ヒストンテール)の動構造解析、翻訳修飾による影響解析


  • RNA-タンパク質相互作用解析
  • 支援担当者の研究概要

    研究代表者らは、実験データとシミュレーションによる統合的構造解析やアミノ酸変異、修飾や構造変化における自由エネルギー計算の手法の開発とそれらの適用により、おもにタンパク質と核酸の複合体の相互作用メカニズムを研究している。本事業では、これらの技術や方法を用いて、創薬のターゲットとなりうるタンパク質やDNA、RNAのモデリングおよび天然変性領域の性状解析、タンパク質-タンパク質、タンパク質-核酸及びタンパク質-低分子の結合様式の解析・予測、結合自由エネルギー計算、翻訳後修飾の影響解析、抗体の低分子化や安定化などの研究を支援する。同時に、これらに供する方法や技術の高度化を行う。
     これらを通して、低分子化合物、ペプチド(中分子)薬、抗体医薬を含むタンパク質医薬、核酸医薬のモダリティ開発に貢献する。高分子医薬に用いられるタンパク質の生産性や発現時の機能はタンパク質の安定性により左右される。人に投与する医薬品では抗原性を上げないために、ヒト由来配列から最小限の改変でタンパク質の安定性を担保することが好ましい。また、診断薬等では生産性を重視して配列改変を行うことが好ましい。このような観点に基づき、タンパク質の改変設計や、新たなタンパク質設計によるエピジェネティック創薬の開発、アミノ酸置換やRNA置換による安定性評価による抗体の低分子量化や生産向上を目指した研究を展開している。

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