量子・分子動力学と臨床医工学を融合した分子デバイスの新機能創成

为结合量子/分子动力学和临床工程的分子设备创建新功能

基本信息

批准号：
07J01289
负责人：
花崎逸雄
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

血液検査などに用いられる抗原抗体反応の素過程についての知見を得るために,分子動力学法を用いた大規模な計算により詳細な解析を行った.抗原抗体反応の物理的なメカニズムはその分子の巨大さや複雑さゆえに未知な部分が多い.近年では分子動力学法を用いた研究も行われるようになったが,基本的には扱われているのは抗原の中でも特に小さいhaptenと呼ばれる分子を対象としたものである.これに対して血液検査で抗体分子を用いて検出すべき腫瘍マーカーと呼ばれる抗原分子は一般にそれらに比べて大きいため,定性的にその反応特性が異なる可能性がある.したがって,既存の研究成果からそれを類推するだけではなく,より臨床応用に近い対象物に対する知見を得ることが望ましい.そこで本研究では,変形しうる大きさの抗原分子の例としてリゾチームを扱い,抗原抗体複合体構造からSteered Molecular Dynamics(SMD)による解離過程の解析を行った.その結果,一般に抗体分子が抗原分子に適合するように変形すると言われるinduced fitの定説とは対照的に,抗体分子よりも抗原分子の方が結合状態における変形の程度が大きいという結果が得られた.そして,40本のSMDによる解離過程の試行の結果だけではなく,平衡状態における分子動力学計算においても,結合状態と非結合状態の構造の違いを比較すると抗原分子の変形の程度の方が大きいという結果が得られた.

为了了解血液检查等中使用的抗原抗体反应的基本过程，我们使用分子动力学方法通过大规模计算进行了详细分析。抗原抗体反应的物理机制基于分子动力学由于其体积大且复杂，存在许多未知数。近年来，已经开始进行利用分子动力学方法的研究，但基本上正在研究的是一种称为半抗原的分子，这种分子在抗原中特别小。旨在在血液检查中应使用抗体分子来检测的被称为肿瘤标志物的抗原分子通常比这些分子大，因此它们的反应特征可能有质的不同，不仅需要进行类比，而且还需要获得有关对象的知识。因此，在本研究中，我们以溶菌酶作为可变形抗原分子的例子，并采用转向的抗原抗体复合物结构。我们使用分子动力学（SMD）分析了解离过程。结果，我们发现观察到抗体分子诱导变形以适应抗原分子。与既定的拟合理论相反，我们发现结合状态下抗原分子的变形程度大于抗体分子。除了使用40个SMD的解离过程的试验结果之外，即使在分子动力学中在平衡状态下计算，当比较结合态和非结合态的结构差异时，发现抗原分子的变形程度更大。