Structural insight into proline cis/trans isomerization of unfolded proteins catalyzed by the Trigger Factor chaperone

川越 総一郎*; 中川 洋; 久米田 博之*; 石森 浩一郎*; 齋尾 智英*

Journal of Biological Chemistry, 293(39), p.15095 - 15106, 2018/09

https://doi.org/10.1074/jbc.RA118.003579

分子シャペロンは、しばしば、クライアントタンパク質中のジスルフィド架橋およびシス形態のペプチジル-プロリル結合などの特定の構造要素の形成を補助することに特化した機能的モジュールを有する。ペプチジル-プロリルシス/トランスイソメラーゼ(PPIase)ドメイン(PPD)を有するリボソーム関連分子シャペロントリガーファクター(TF)は、ペプチジル-プロリル異性化によって制限される折りたたみプロセスにおいて非常に効率的な触媒として作用する。本論文では、TFがシス/トランス異性化プロセス中に折り畳まれていないクライアントタンパク質中のプロリン残基を認識する機構に関する成果を報告する。クライアントタンパク質と複合体を形成するTFの溶液構造は、TFが保存された疎水性領域を介して展開されていないクライアントタンパク質の疎水性領域に位置するプロリン-芳香族モチーフを認識することを示し、これはTFがペプチジル-プロリル結合の異性化を優先的に促進し、最終的にそのタンパク質のコアの中に折り畳まれる。分子動力学シミュレーションは、TFが転移状態でプロリン残基に先行するアミノ酸残基のカルボニル酸素との分子間水素結合を形成するためにI195の骨格アミド基と相互作用することを示した。これはおそらく転移状態を安定化し、したがって異性化を加速する。触媒中のこのような分子間水素結合形成の重要性は、活性アッセイおよびNMR緩和分析によってさらに裏付けられた。

Analysis on temperature distribution of reactor vessel cooling system during loss of coolant flow in HTTR

武田 哲明*; 一宮 浩一*; 西尾 仁志*; 中川 繁昭; 高松 邦吉

Proceedings of 7th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-7) (CD-ROM), 11 Pages, 2008/10

超高温ガス炉(VHTR)の安全審査に対して、炉心の固有の安全性及び解析手法の妥当性を示すために、高温工学試験研究炉(HTTR)で実施された安全性実証試験のデータを用いて、炉内温度分布解析を行った。比較対象としては、原子炉スクラムを生じない冷却材流量部分喪失試験の実測値を用いた。また、すべてのガス循環機をストップさせる冷却材喪失試験及び、前者の試験と同時に炉容器冷却機能を喪失させる炉容器冷却設備停止試験の事前解析も行った。これらの試験中の炉内温度分布を汎用解析コードSTAR-CDを用いて高精度で解析できれば、本研究で用いた手法をVHTRの設計に活用することができる。本研究では原子炉圧力容器,炉容器冷却設備及びコンクリートを含めた炉内温度分布解析の結果を示し、冷却材流量喪失時における輻射伝熱の重要性について明らかにした。

連成解析に係わる基盤情報調査研究; 概要報告書

片岡 伸一*; 河原 憲一*; 松永 健一*; 石原 義尚*; 根山 敦史*; 中川 浩一*; 岩田 浩*; 森 康二*

JNC TJ8400 2001-037, 33 Pages, 2001/03

JNC-TJ8400-2001-037.pdf:2.02MB

本研究は、地層処分システムのニアフィールドにおける連成解析を実現させるため、海外における最新情報を調査し、連成解析コードの概念を示した。本研究の要旨を以下に示す。(1)米国ユッカマウンテンにおける連成解析では、サイトと人工バリアの仕様が特定されているため、M(力学)とC(化学)の結合は弱いものとして位置付けられている。(2)米国ユッカマウンテンにおいて採用されている連成解析コードNUFT-Cに関する情報収集を目的として、開発元の米国ローレンスリバモアと情報交換を行い、解析コードの開発目的、機能、事例解析、課題などの情報を収集することができた。(3)連成解析コードの概念構築、開発課題の摘出を目的として、公開情報に基づき、地球化学プロセスを含む連成解析の最新情報ならびに2相系に係わる解析コードの調査を行った。調査の結果、取扱っている現象、連成解析手法の動向に加え、今後の開発方針や注意事項について把握することができた。(4)連成解析コードの位置付けならびに要求事項(機能、品質)について明確にし、開発に際して留意すべき要件を明確にした。(5)サイトが特定されていない状況、短期間の開発に対して前記の要件を満足するための開発方法について検討した。その結果、計算時間の高速化や可視化にも柔軟に対応できるツール(Diffpack)が有効であり、本ツールの事例、機能についてまとめた。

人工バリアシステムの耐震性評価手法の開発3(1)概要版(2)本文

森 康二*; 根山 敦史*; 中川 浩一*

JNC TJ8400 2000-064, 175 Pages, 2000/03

JNC-TJ8400-2000-064.pdf:5.23MB

本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに於けるニアフィールドの耐震安定性の評価を目的として、以下の検討を実施したものである。(1)解析コードの妥当性の検証 本研究で開発してきた三次元有効応力解析コードは、とくに間隙水圧を考慮しない1相系解析機能に対しては、振動実験等による実測データとの比較を通じて検証を行ってきた。本年度は、サイクル機構で別途実施した緩衝材の液状化試験データを用い、間隙水圧の挙動に着目した有効応力解析機能の検証を行った。(2)2000年レポートに対する補足解析 2000年レポートでは代表的な処分場デザインのオプションを念頭に置いたニアフィールド地震応答解析および評価を行い、人工バリアシステムの耐震安定性を確保できる見通しを得ることができた。その一方で、オーバーパック-緩衝材間や緩衝材-岩盤間等の材料不連続面の応答を規定するモデルパラメータが、評価上重要な因子であるとの知見が得られた。今年度は、上記の2000年レポートに示した検討結果を支援するため補足解析を行い、耐震安定性に関する総合的評価を行った。(3)防災研との共同研究取りまとめに対する補足検討 平成4年度から進められてきた人工バリアシステムの耐震安定性評価に関する共同研究は、今年度を目処に成果を取りまとめることとなっている。本研究では、実測されたデータとの比較を通じて、解析コードの検証作業を段階的に進めてきた。本検討では、最新版の解析コードを用いた一連の実験データ解析を改めて行い、上記共同研究の取りまとめに資するデータ整備を行った。

人工バリアの地震応答解析モデル/コードの開発(3)(最終報告書)

明石 浩一*; 根山 敦史*; 中川 浩一*

PNC TJ1458 95-002, 235 Pages, 1995/03

PNC-TJ1458-95-002.pdf:4.9MB

本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成5年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成5年度研究委託で得られた成果をもとに、等価線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。

Application of a lanthanide tag for evaluation of conformational states of a multidomain protein

齋尾 智英*; 中川 洋; 平松 蒼野*; 浅田 瑞枝*; 川向 ほの香*; 中村 敏和*; 石森 浩一郎*

no journal, , 

タンパク質の立体構造状態やその変化は、機能的に重要であるにもかかわらず、効率的なツールがないために、よく理解されていないことが多い。ペプチドグリカンの生合成を担う47kDaの3ドメインタンパク質酵素であるMurDも、その触媒サイクルにおける構造状態や変化がよく分かっていないタンパク質の一つである。核磁気共鳴、電子常磁性共鳴、小角散乱、分子動力学シミュレーションなど複数の生物物理学的手法を用いて、MurDのコンフォメーション状態や分布を評価することができた。これらの手法を統合的に用いることで、溶液中のタンパク質のコンフォメーション状態や分布を効率的に評価することができる。