マルチドメイン蛋白質の溶液構造解析に関する研究

Analysis of solution structure of multi-domain protein

中川 洋   ; 齋尾 智英*; 杉山 正明*; 井上 倫太郎*

Nakagawa, Hiroshi; Saio, Tomohide*; Sugiyama, Masaaki*; Inoue, Rintaro*

原子レベルでの蛋白質の立体構造情報に基づいて、ターゲット分子との相互作用や蛋白質間相互作用を予測するためには、ドメインスケールでの蛋白質の構造変化を調べる必要がある。また、構造単位としてのドメインの揺らぎを明らかにすることは、様々な分子と相互作用するタンパク質の構造多形性や可塑性の分子基盤の理解に必要である。次世代の構造生物学では、このような蛋白質構造の柔軟性をどのように解明するかが重要な課題となる。本研究では、X線や中性子を用いた量子ビーム散乱法と分子シミュレーションの融合した相関構造解析法によりマルチドメイン蛋白質構造の動態解析を行う。また、分子シミュレーションを援用することで、ドメイン構造と連動した蛋白質の活性部位の局所構造を解析する。低分解能の溶液散乱実験と既に解かれている原子分解能の結晶構造のふたつの実験情報を、計算機技術によって橋渡しをし、複数のドメインが織り成す蛋白質相互作用を、原子レベルから複合体全体までを見通せる広い空間分解能で解明する。

It is necessary to check a structural change of the protein on the domain scale to predict the interaction with the target molecule and interaction between the protein based on tertiary structure information of the protein at the atom level. In addition, it is necessary for the understanding of structure polymorphism of various molecules and interacting protein and the plastic molecules base to clarify the fluctuation of the domain as the mer. It becomes the important problem how you elucidate flexibility of such a protein structure in the next-generation structural biology. In this study, I analyze a change of the multi-domain protein structure by the quantum beam dispersion method using X-rays and the neutron and the correlation structure analytical method that fused of the molecular simulation. In addition, I analyze the local structure of the active site of the protein in conjunction with a domain structure by quoting molecular simulation. I mediate between a solution dispersion experiment of the low resolving power and two experiment information of the crystal structure of the atom resolving power that has been already untied by a computer technology and elucidate the protein interaction that plural domains weave in wide space resolving power to be able to foresee the whole complex from an atom level.