分子動力学法を用いたβ-1,3-グルカンと一本鎖ホモ核酸で形成される螺旋状高分子複合体の構造解析 Structural Study for Helical Biomacromolecular Complexes of β-1,3-D-glucans and Polynucleotide by Molecular Dynamics Simulation

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著者

    • 大河平 紀司 OKOBIRA Tadashi
    • 北九州市立大学国際環境工学部 Department of Chemical Processes and Environments, Faculty of Environmental Engineering, The University of Kitakyushu
    • 上江洲 一也 UEZU Kazuya
    • 北九州市立大学国際環境工学部 Department of Chemical Processes and Environments, Faculty of Environmental Engineering, The University of Kitakyushu
    • 櫻井 和朗 [他] SAKURAI Kazuo
    • 北九州市立大学国際環境工学部 Department of Chemical Processes and Environments, Faculty of Environmental Engineering, The University of Kitakyushu
    • 新海 征治 SHINKAI Seiji
    • 九州大学大学院工学研究院 Department of Chemistry and Biochemistry, Graduate School of Engineering, Kyushu University

抄録

天然に存在する β-1,3-グルカンは,水中で三重螺旋構造を形成することが知られている.近年,この β-1,3-グルカンが,ある種の 1 本鎖ホモ核酸と特異的な高分子複合体を形成することが発見された.本報では,β-1,3-グルカンおよび β-1,3-グルカン/核酸複合体の構造について,これまでに分子軌道法により検討してきた静的モデルの知見に基づいて,常温・常圧条件下の水中での動的挙動について分子動力学法にて検討した.その計算結果から,β-1,3-グルカンは分子構造の差異(側鎖の数)により水分子との相互作用が異なり,螺旋ピッチの伸長度に差が生じていた.この現象は β-1,3-グルカン/核酸複合体でも確認され,さらに複合体においては,リン酸基と β-1,3-グルカンが水素結合を形成し,β-1,3-グルカンの場合よりもピッチの伸長が抑制されていた.<br>

It is well known that natural β-1,3-<small>D</small>-glucans take a right-handed 6<sub>1</sub> triple helix in aqueous solution. Recently, the most stable static models of β-1,3-<small>D</small>-glucans and β-1,3-<small>D</small>-glucan/polynucleotides were calculated by using the molecular orbital method to compare their hydrogen bonds, helical pitch and other structural properties. In this paper, we report the molecular dynamics simulation to understand the behavior of β-1,3-<small>D</small>-glucans and β-1,3-<small>D</small>-glucan/polynucleotides in aqueous solution under ambient pressure and at ambient temperature. The helical pitches of β-1,3-<small>D</small>-glucans and β-1,3-<small>D</small>-glucan/polynucleotides were extended by thermal fluctuation, and the degree of extensibility was strongly affected by the number of side chains attached to the β-1,3-<small>D</small>-glucans. The hydrogen bonds <i>via</i> water molecules between the side chain and the main chain and/or the side chain dominated the extension behavior. The extension of the helical pitch of a β-1,3-<small>D</small>-glucan/polynucleotide complex was constrained by the hydrogen bond between the phosphate groups of the polynucleotide and the hydroxyl groups of the β-1,3-<small>D</small>-glucan.<br>

収録刊行物

  • 高分子論文集

    高分子論文集 68(11), 711-718, 2011-11-25

    公益社団法人 高分子学会

参考文献:  39件中 1-39件 を表示

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030169882
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00085011
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    03862186
  • NDL 記事登録ID
    023331154
  • NDL 請求記号
    Z17-92
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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