Informatics on hydration structures of proteis

蛋白质水合结构信息学

• 批准号: 13480214
• 负责人: NAKASAKO Masayoshi
• 金额: $ 5.63万
• 依托单位: Keio University (2002)The University of Tokyo (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13480214/
• 关键词: Proteins; protein hydrations; Cryogenic Crystallography; Molecular dynamics simulation; qlass transition; bio-informatics; バイオイオンフォマティクス; バイオインフォマティクス; 蛋白質; 水和構造; 低温結晶解析; 蛋白質水和; X線結晶構造解析

Hydration of protein is one of the most important subjects to study the function, folding and dynamics of the protein. Among many techniques investigating hydration structures of proteins, cryogenic X-ray crystallography and molecular dynamics simulation have provided much information on protein hydration. In this project, I studied the static and dynamical characteristics of hydration structures of proteins. In particular, in the crystal structure analysis of glutamate dehydrogenase, I observed the dynamical coupling of hydration structural changes and the domain motion. This is the first experimental evidence to reveals such coupling in protein motion. In addition I investigated the glassy transition occurring around 160 K for human lysozyme. Through molecular dynamics simulations of proteins, we found the selective orientation of water dipoles on the surface of proteins. The results of the present research may provide new insights into the dynamics and folding of proteins in aqueous solution.

蛋白质的水合是研究蛋白质功能、折叠和动力学的最重要课题之一。在研究蛋白质水合结构的众多技术中，低温 X 射线晶体学和分子动力学模拟提供了有关蛋白质水合的大量信息。在这个项目中，我研究了蛋白质水合结构的静态和动态特征。特别是，在谷氨酸脱氢酶的晶体结构分析中，我观察到了水合结构变化和结构域运动的动态耦合。这是揭示蛋白质运动中这种耦合的第一个实验证据。此外，我还研究了人类溶菌酶在 160 K 左右发生的玻璃化转变。通过蛋白质的分子动力学模拟，我们发现了水偶极子在蛋白质表面的选择性取向。目前的研究结果可能为水溶液中蛋白质的动力学和折叠提供新的见解。

项目成果

豊島 近, 中迫雅由, 野村博美, 小川治夫: "筋小胞体カルシウムポンプの構造決定"放射光. 14. 204-210 (2001)

Satoshi Toyoshima、Masayoshi Nakasako、Hiromi Nomura、Haruo Okawa：“肌浆网钙泵的结构测定”同步辐射。14。204-210（2001）

T.Motoyama, M.Nakasako, I.Yaniaguchi: "Crystallization of scytalone dehydratase F162A mutant in the unligated state and a preliminary X-ray diffraction study at 37 K"Acta Crystallographica SectionD. 58. 148-150 (2002)

T.Motoyama、M.Nakasako、I.Yaniaguchi：“未连接状态下 scytalone 脱水酶 F162A 突变体的结晶和 37 K 下的初步 X 射线衍射研究”《晶体学报》D 部分。

M. Nakasako. H. Nomura, H. Ogawa and C.Toyoshima: "Crystal structure analyses of membrane proteins: a case study for calcium pump from sarcoplasmic reticulum"The Japanese Journal of Pharmacology. 85 Suppl.1. S1-1 (2001)

M.中坂。

M.Nakasako, M.Sawano, M.Kawamoto: "An open-flow helium cryostat for cryogenic X-ray diffraction experiments"Review of Scientific Instruments. 73. 1318-1320 (2002)

M.Nakasako、M.Sawano、M.Kawamoto：“用于低温 X 射线衍射实验的开放式氦低温恒温器”科学仪器评论。

M.Nakasako, M.Sawano, M.Kawamoto: "Development of an open-flow cryostat utilizing helium gas"The Rigaku Journal. 18. 47-53 (2001)

M.Nakasako、M.Sawano、M.Kawamoto：“利用氦气开发开放式低温恒温器”The Rigaku Journal。