中性子散乱とMDの相関構造解析による蛋白質の階層間連携ダイナミクス

Correlative protein dynamics in the hierarchical structure by MD-Neutron analysis

中川 洋   ; 齋尾 智英*; 杉山 正明*; 井上 倫太郎*; 富永 大輝*

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

大強度パルス中性子J-PARCに設置された中性子準弾性散乱装置は、ピコ秒ナノ秒の蛋白質ダイナミクスの解析に有効である。この時空間スケールのダイナミクスが、生物機能発現に関わる蛋白質全体の協同的なダイナミクスとどのように関係しているかを明らかにすることは、J-PARCを用いた蛋白質のQENS実験の重要性を示すことになる。一方、立体構造に基づいて機能を議論する構造生物学に対しては、QENSスペクトルだけから構造ダイナミクスと機能を結びつけることは難しい。構造と機能とを結びつけるダイナミクスの情報を構造科学的に議論するためには、分子シミュレーションを援用することは有効である。本発表では、構造生物学の様々な手法を多角的に活用しつつ、中性子散乱実験と分子シミュレーションを融合したMD-Neutron法によって蛋白質ダイナミクスの階層構造を原子分解能で可視化することを提案する。またマルチドメイン蛋白質であるMurDについて、異なる時空間スケールの階層間でカップルした動的構造から蛋白質の機能を議論する。

The neutron associate elastic scattering device installed in large strength pulse neutron J-PARC is effective for the analysis of the protein dynamics of the pico second - nanosecond. It will show the importance of the QENS experiment of the protein using J-PARC to clarify how the dynamics of the space scale are related with cooperative dynamics of the whole protein affecting creature function expression then. On the other hand, for the structural biology to discuss a function based on a tertiary structure, it is difficult to relate a function to structure dynamics only from QENS spectrum. It is effective to quote molecular simulation so that structure discusses the information of dynamics to relate a function to structure scientifically. I suggest that I visualize the hierarchical structure of protein dynamics in atom resolving power by the MD-Neutron method which fused by a neutron dispersion experiment and molecules simulation while utilizing various technique of the structural biology in this announcement from different angles. In addition, about MurD which is multi-domain protein, I discuss a function of the protein from the dynamic structure that a couple did between the hierarchies of the scale between the different space-time.