著者

杉田 有治 優 乙石 Michael Feig

出版者

分子科学会

雑誌

Molecular Science (ISSN:18818404)

巻号頁・発行日

vol.11, no.1, pp.A0094, 2017 (Released:2017-08-31)

参考文献数

36

被引用文献数

2

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Atomic structures of proteins, nucleic acids, and their complexes are determined using X-ray crystallography, NMR, or cryo-Electron Microscopy. These structures are essential to understand their structure-function relationships. However, the experimental conditions are totally different from the actual cellular environments and it is hard to understand how biomolecules behave in such cellular environments, just using the atomic structures. We have recently built protein crowding systems in computers and carried out all-atom molecular dynamics (MD) simulations of the systems to understand biomolecular dynamics in the crowded environments. The largest simulations we have ever performed were the all-atom MD simulations of a bacterial cytoplasm using K computer. By analyzing the simulation trajectories, we observed that non-specific protein-protein and protein-metabolite interactions play important roles in biomolecular dynamics and stability in a cell. The new insight from the simulations is useful not only for basic life science in molecular and cellular biology but also drug discovery in future for introducing the effect of non-specific protein-drug interactions.

著者

優 乙石 杉田 有治

出版者

分子シミュレーション学会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.19, no.2, pp.75-80, 2017-04-30 (Released:2018-04-30)

参考文献数

25

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細胞質の体積の約 30%は,生体分子で占められている.このような混み合った環境下では生体分子の立体 構 ,動態,反応性が希薄溶液環境と大きく異なることは従来の研究から示唆されているが,原子・分子レ ベルの解像度では十分に理解されていなかった.我々はバクテリア(マイコプラズマ・ジェニタリウム)の 細胞質を原子解像度でモデリングし,「京」コンピュータ上で超並列分子動力学シミュレータ GENESIS を用 いた大規模計算を行い,細胞内の生体分子ダイナミクスを原子レベルで再現した.さらに,得られたデータ から蛋白質-代謝物の相互作用や代謝物の細胞内動態を詳細に解析し,新たな知見を得た.