凝縮系における反応と機能発現に関わる機能ダイナミクスの分子起源
キーワード：理論化学、分子シミュレーション、凝縮系反応、構造ダイナミクス
2021.05.
| 森 俊文（もり としふみ） | データ更新日：2024.04.10 |
主な研究テーマ
研究業績
主要原著論文
主要学会発表等
| 1. | Toshifumi Mori, Dissecting the heterogeneous dynamics of proteins during folding and catalysis, Telluride Science Research Center Protein Dynamics Workshop 2023, 2023.07. |
| 2. | 森 俊文, Role of dynamics in conformational transitions and functions of biomolecules, 日本化学会第102春季大会, 2022.03, [URL], Structural fluctuations and conformational transitions of proteins have been realized to be essential for protein functions. Yet, how these dynamic aspects of proteins contribute to functions often remains elusive. We have been working towards understanding how enzymes adapt to different stages of the catalytic cycle by adjusting their conformations, and have been focusing on unveiling the conformational dynamics of enzymes. In this talk, by mainly focusing on the peptidyl-prolyl isomerization reaction catalyzed by Pin1, we discuss the molecular mechanism of catalytic reaction from two perspectives. Molecular dynamics simulations with replica exchange umbrella sampling and transition path sampling methods are applied to reveal the static and dynamic mechanisms of the reaction, respectively. From a static view, enzyme lowers the free energy barrier of isomerization with rearrangements in ligand-enzyme interactions along the reaction coordinate . From the dynamic view, on the contrary, the isomerization occurs in a short timescale, which turns out to be too rapid for the ligand-enzyme interactions to reorganize to equilibrium . These results indicate that the dynamics of the enzyme plays a role prior to the reaction step by preparing a reactive environment, i.e., as conformational excited states. The origin of these slow protein dynamics, which has also been discussed by an NMR experiment , and how it seemingly couples to the enzymatic reaction cycle will also be discussed.. |
学会活動
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
University of Wisconsin, Madison, UnitedStatesofAmerica, 2012.10～2013.11.
Stanford大学, UnitedStatesofAmerica, 2010.04～2012.09.
受賞
WATOC 2008 ポスター賞, The World Association of Theoretical and Computational Chemists, 2008.09.
第５回分子科学討論会優秀講演賞, 分子科学会, 2011.09.
14th ICQC ポスター賞, International Congress of Quantum Chemistry, 2012.06.
若手招待講演賞, 日本生物物理学会, 2017.09.
奨励賞, 分子科学会, 2018.09.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2020年度～2025年度, 基盤研究(S), 分担, キラル分子を光学活性体として得る革新的手法DYASINの開発.
2022年度～2025年度, 基盤研究(B), 代表, 酵素の構造ダイナミクスと活性制御の分子機構の理論的解明.
2018年度～2020年度, 基盤研究(C), 代表, 酵素反応の動的機構の理論的解明.
2016年度～2017年度, 新学術領域研究（研究領域提案型）, 代表, タンパク質の構造変化と化学反応が織り成す協働的な反応機構の解明.
2015年度～2017年度, 若手研究(A,B), 代表, タンパク質の動的構造と機能発現ダイナミクスの分子論的解明.
2014年度～2014年度, 研究活動スタート支援, 代表, 天然変性タンパク質の動的構造と機能発現機構の分子論的解明.
2008年度～2009年度, 特別研究員奨励費, 溶液内における有機金属反応の理論的研究.
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