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構造生物学:高分解能構造予測と結晶学的位相問題

Nature 450, 7167 doi: 10.1038/nature06249

低分解能タンパク質構造モデルを原子レベルの精度までエネルギーに基づいて精密化するのは、計算構造生物学にとって大きな課題である。今回我々は、誤差を含む可能性が最も高いと思われる領域に集中してサンプリングを行う一方、物理的に現実的な全原子力場において全構造を緩和させるという新しいタンパク質構造モデル精密化法について述べる。この方法を、核磁気共鳴データを用いて作成されたモデル、および類縁関係が遠い構造類似体に基づく比較モデルへ適用すると、主鎖のコンホメーションとコア側鎖の配置の両方の点で構造精度を著しく改善できる。その上、得られたモデルは特に厳しいテストを満たしており、分子置換試行におけるX線結晶学的位相問題に対してはるかに優れた解決が得られる。また、全原子精密化によって、実験による位相情報や、プロテインデータバンクから得られる分子置換に適したテンプレートがない場合でも、分子置換に必要な高精度を備えたde novoタンパク質構造予測が可能になることを示す。これらの結果は、高分解能構造予測と最先端の位相決定手段との組み合わせが、十分精度の高いモデルがこれまで存在しないため分子置換ができない結晶データの位相決定で、予想以上に有力である可能性を示唆している。

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