研究紹介

計算科学研究機構

計算構造生物学研究ユニット

研究ユニットリーダー TAMA Florence (Ph.D.)
TAMA Florence (Ph.D.)

タンパク質やRNAからなる生体分子複合体は遺伝情報の制御やタンパク質の合成、細胞内輸送などの生命活動に重要な役割を果たしており、それらの異常は様々な疾患を引き起こします。それらの機能を理解して治療につながる薬剤の開発につなげる為には、分子の構造と運動の情報を得ることが重要になります。しかし、これらの複合体は大きいため、幅広く使われている結晶構造解析法を使うことは難しいため、低温電子顕微鏡法やX線小角散乱などの手法が有効です。また新しい技術であるX線自由電子レーザー(XFEL)を構造解析に使う研究も進んでいます。しかし、これらの手法は原子レベルの情報を得ることはできないため、様々な計算機的手法を組み合わせた、原子モデルを構築する為のアルゴリズムが必要になってきます。当研究室は、京などの高性能計算機を利用して実験データから生体分子構造のモデル構築する手法の開発と創薬への応用を目指しています。

研究テーマ

  • 多様な実験データから生体分子の構造モデルを構築するツールの開発
  • 生体分子の運動を実験データから理解する手法の開発
  • 実験研究グループや製薬企業と連携しての生体分子機能の研究

主要論文

  1. Baker, J., Wright, S. H., and Tama, F.:
    "Simulations of substrate transport in the multidrug transporter EmrD"
    Proteins, 80, 1620-1632 (2012)
  2. Ahmed, A., Whitford, P.C., Sanbonmatsu K.Y., and Tama, F.:
    "Consensus among flexible fitting approaches improves the interpretation of cryo-EM data"
    J. Struct. Biol., 177, 561-570 (2012)
  3. Baumann, B.A.J., Taylor, D.W., Huang, Z., Tama, F., Fagnant, P.M., Trybus, K.M., and Taylor, K.:
    "Phosphorylated smooth muscle heavy meromyosin shows an open conformation linked to activation"
    J. Mol. Biol., 415, 274-287 (2012)
  4. Miyashita, O., Gorba, C., and Tama, F.:
    "Structure Modeling from Small Angle X-ray Scattering Data with Elastic Network Normal Mode Analysis"
    J. Struct. Biol., 173, 451-460 (2011)
  5. Katayama, H., Wang, J., Tama, F., Chollet, L., Gogol, E., Collier, R., and Fisher, M.:
    "Three-Dimensional Structure of the Anthrax Toxin Pore Inserted into Lipid Nanodiscs and Lipid Vesicles"
    PNAS, 107, 3453-3457 (2010)
  6. Grubisic, I., Shokhirev, M.N., Orzechowski, M., Miyashita, O., and Tama, F.:
    "Biased coarse-grained molecular dynamics simulation approach for flexible fitting of X-ray structure into cryo electron microscopy maps"
    J. Struct. Biol., 169, 95-105 (2010)
  7. Orzechowski, M., and Tama, F.:
    "Flexible fitting of high-resolution X-ray structures into cryo-electron microscopy maps using biased Molecular Dynamics simulations"
    Biophys. J., 95, 5692-5705 (2008)
  8. Gorba, C., Miyashita, O., and Tama, F.:
    "Normal Mode Flexible Fitting of High-Resolution Structure of Biological Molecules toward 1 Dimensional Low-Resolution Data"
    Biophys. J., 94, 1589-1599 (2008)
  9. Tama, F., Miyashita, O., and Brooks, C.L. 3rd.:
    "NMFF: Flexible high-resolution annotation of low-resolution experimental data from cryo-EM maps using normal mode analysis"
    J. Struct. Biol., 147, 315-326 (2004)