環境分子が生体分子に与える影響を解析する計算手法「DIPA」を開発

タンパク質やDNAなどの生体分子は、同じ分子であっても状態（構造）によって異なる働きをし、複雑な機能を発揮します。この状態の変化は、生体分子内の相互作用だけでなく、水やイオンなど周囲の環境分子との相互作用によっても影響を受けます。従って、生体分子の機能を理解するためには、環境分子の影響を考慮する必要があります。しかし、これまでの生体分子の状態の解析では、主に生体分子内部の情報だけが用いられてきたため、環境分子の生体分子に対する影響を明らかにすることが困難でした。

そこで、生命システム研究センター合成生物学研究グループは、生体分子が持つ状態と、それぞれの状態形成に重要な役割を果たす環境分子との分子間相互作用を、相互作用の種類や原子間の距離情報を含めて体系的に明らかにする計算手法「DIPA（ディーパ）」を開発しました。

実際に、「シニョリン」という非常に小さいタンパク質の水中でのシミュレーションに対してDIPAを適用し、4つの状態と、その状態に重要な水（環境分子）とシニョリン（生体分子）間の相互作用を明らかにしました。今後は、シミュレーションの結果をDIPAで解析することで、環境分子によって生体分子が機能するメカニズムを詳細に解析したり、薬剤による分子機能の制御を予測したりするといった応用が期待できます。