モル・タロウで作る分子模型

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モル・タロウで作る生体分子(1)

 エンケファリンは体内モルヒネとも呼ばれ、モルヒネと同様な作用をします。もともと人の体内で仕事をしていたのに、発見が遅れたためにそう呼ばれることはエンケファリンにとっては面白くないことでしょう。植物のケシの実から作られるアヘンは古来から鎮痛剤や麻薬として用いられてきました。しかしヒトの体が植物由来の分子のために受容体を初めから容易しているわけは無いのではないかと考えた研究者がいたのです。その結果やはり体内に同様の作用をする分子が発見されました。エンケファリン、エンドルフィン、ダイノルフィンなどがみつかっています。それらはすべてペプチドでN末端から4残基は共通でTyr-Gly-Gly-Phe-です。つぎはMetとLeuの2種類あります。エンケファリンは5残基のペプチドなので2種類あります。
 ここではメチオニンエンケファリンを作ってみます。アミノ酸配列はTyr-Gly-Gly-Phe-Metです。この立体構造はI.MarcotteらのNMRによるPDBのデータによります。80種のデータがありますが1番目のを利用して作りました。データはxyz座標なので内部回転角φψωに変換し主鎖を作ります。側鎖も二面角を求めてコンフォメーションを作ります。アミノ鎖が5残基でうち2残基がグリシンなので容易にできます。部品は基本部品でもできますが、タンパク質用のを用いるのが便利です。コンフォメーションが決まれば水素、酸素、酸素のファンデルワールス結合をHB-2とFB-2で適当に接続して立体構造を固定していきます。この程度ですと慣れれば容易に組立ができるでしょう。

 使用キット:タンパク質基本セット機↓
 使用部品:ぺプチド結合pt、炭素c13青,c13淡青,c12r、窒素n13-2、酸素o11-2,o20r、イオウs11、水素h10-3、単結合SB青,SB水色,SBクリア、2重結合DBr、vdw結合HB-2,FB-2
 難易度3

イメージ 1


完成したエンケファリンの立体構造をみると外側に親水基の酸素が配置し、疎水基のフェニル基や炭化水素が内側に集合しています。
 それではエンケファリンとモルヒネのどこの構造が似ているか比較してみます。チロシンの水酸基の付いたベンゼン環とモルヒネの同様の構造を重ねてみるとアミノ基の窒素や周りの構造が類似しています。
水酸基の酸素とアミノ基の窒素の原子間距離を測るとこのコンフォメーションではエンケファリンが0.75nm、モルヒネが0.7nmです。モルヒネはコンフォメーションの自由度がありませんが、エンケファリンは大きいので受容体にうまくフィットできるでしょう。

イメージ 2


 参考文献:RCSBPDBID 1PLW I.Marcotte,F.Separovic,M.Auger,S.M.Gagne,BIOPHYS.J.,V.86 1587 2004
       モル・タロウタンパク質基本セット機↓犬寮睫製

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