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Large scale MD simulation of 8-oxoguanine and AP site multiple lesioned DNA molecule combined with biomolecular visualization software

8-オキソグアニン及びAP部位を持つDNAに関する大規模分子動力学シミュレーションと可視化ソフト

藤本 浩文; Pinak, M.; 根本 俊行*; 坂本 清隆*; 山田 和幸*; 星 芳幸*; 久米 悦雄

Fujimoto, Hirofumi; Pinak, M.; Nemoto, Toshiyuki*; Sakamoto, Kiyotaka*; Yamada, Kazuyuki*; Hoshi, Yoshiyuki*; Kume, Etsuo

分子動力学シミュレーションプログラムAMBERと、AMBERの出力ファイルから動画ファイルを自動的に生成するために新たに開発したソフトウエアF-BMVSを組合せたシステムを用いて、複数箇所に酸化損傷を被ったDNA分子がどのように分子構造を変えるかを観察した。放射線や化学物質によって生じるこれらの損傷は、修復されなければ強力な突然変異原となり、細胞がガン化する原因となると考えられている。2種類の損傷(8-oxoG, AP部位)を持つDNA分子と損傷を持たないDNA分子に対し1ナノ秒のオーダーのシミュレーションを行い、F-BMVSを用いて可視化したところ、損傷構造に特異的な立体構造が観察された。これらの分子構造の差異は、損傷を修復する酵素が損傷部位と非損傷部位とを見分ける要因の1つになっているのではないかと考えられる。

We developed the novel system, Fujitsu Bio Molecular Visualization System (F-BMVS), that enables to produce real pictures and an animation by arranging them along a time series of a large scale simulation of biomolecules associated with a molecular dynamics (MD) simulation program. This animation system is used to study the results of molecular dynamics code, AMBER, in order to find structural differences on the lesioned DNA comparing with non-damaged DNA. These structural differences would be a factor that guides a repair enzyme to discriminate a lesion from non-damaged DNA region.

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