◆ 川上モデル|鍵と鍵穴模型 ◆
川上モデル(Kawakami Model)紹介2019年は国際周期表年!ecosci.jp 出前講座3Dプリンタ参考情報
★本模型公開1:日本コンピュータ化学会2019秋季年会一般公開イベント(2019/10/26,広島市)展示PDF(Slideshare)
★公開2:サイエンスアゴラ2019(2019/11/16-17,東京お台場)展示PDF(Slideshare) [NEW!]
※分子モデル表示はInternet Explorerにより可能です。

【サイエンスアゴラ2019ブース出展ポスターより】
3Dプリンタ模型で見るタンパク質と分子の『鍵と鍵穴』の関係
生物のもつ多くの機能を知る上で,多彩なタンパク質とそこに結合する小分子(リガンド)の「鍵と鍵穴」の関係を知ることはとても重要です。化学で分子に名前をつけたりその構造を知ることが大事なのも,その関係を知ることで納得できるでしょう。
3Dプリンタ模型「川上モデル」により「鍵と鍵穴」の関係を示す模型を製作し,手にしながら比較してその機構を理解できるようにしました。リガンドを囲んでいる周辺アミノ酸を親水性・疎水性がわかるように着色しているので,ベンゼン環などリガンドの各部分に近接しているアミノ酸の関係がよくわかると思います。 例えば女性ホルモン・男性ホルモン・環境ホルモンとその結合タンパク質,最近アメリカで問題になっている食品中のPFASと総称される一群の化学物質とその結合タンパク質の関係などを目の当たりにすることができます。
視覚・聴覚・味覚,医薬。生物エネルギー(光合成など)等々,多彩な生命活動がわずか20種類のアミノ酸によって支えられている一端を,「鍵と鍵穴」模型に触れることで実感してもらえたら幸いです。昨年の『分子が登場する本を読もう!』も引き続き展示します。
  


  

    


PyMOLによる鍵と鍵穴模型データ表示(アミノ酸はI/O値順着色)


Colors - Jmol


全選択 タンパク質選択 リガンド選択
空間充填 球棒 球30% 球60% スティック 針金 消去
アミノ色 Chain色 CPK色

酸性・中性・塩基性区別 極性・非極性区別
疎水性インデックス順 I/O値順(特性基 R) 等電点順
コンホメーション選択性(αヘリックスβストランド
水素結合表示(川上モデルでは水素結合割愛)
 
  
背景・黒 灰 白 
鍵と鍵穴モデル全表示 Mn4CaO5クラスター・Fe4S4クラスター・O2分子選択 それ以外のリガンド選択
  1. 20種のアミノ酸をI/O値順に結合させたポリペプチドのα-ヘリックス構造 → 20種類のアミノ酸
     (H-IleLeuValAlaPheProMetCysTrpTyrLysGlyHisArgThrGluGlnAspSerAsn-OH)
  2. 6ak3_P2E(GPCR,プロスタグランジンE2が結合したプロスタグランジン受容体) → GPCR
  3. 4e99_P8S(PFOSを含む血清アルブミン) → はっ水剤・難燃剤の生物体内蓄積性
  4. 1fxv_PNN(ペニシリンGが結合したヒドロラーゼ) → 抗生物質を含むPDBデータペニシリンGを含む生体分子のSITE例
  5. 1hho_HEM[Chain A](オキシヘモグロビン) → ヘモグロビン
  6. 1jb0_SF4(光合成,光化学系I;Fe4S4クラスター) → 光合成に関係する生体分子のSITE例鉄硫黄クラスターを含む生体分子のSITE例
  7. 3wu2_OEX(光合成,光化学系II,3arcの更新データ;Mn4CaO5クラスター) → 光合成に関係する生体分子のSITE例マンガンクラスター含む生体分子のSITE例
  8. 2e2r_2OH(ビスフェノールAが結合したエストロゲン受容体γ) → 多様なリガンドを含むエストロゲン受容体および関連受容体等のSITE比較
  9. 2q7j_TES(テストステロンが結合したアンドロゲン受容体) → 性ホルモン多様なリガンドを含むエストロゲン受容体および関連受容体等のSITE比較
  10. 1ere_EST(17β-エストラジオールが結合したエストロゲン受容体) → 性ホルモン多様なリガンドを含むエストロゲン受容体および関連受容体等のSITE比較

  



スタジオミダスによる模型製作用データ例
※参考キーワード:アロマターゼ( Aromatase - Wikipedia 参照) → 性ホルモン



リガンド(鍵)によって周辺アミノ酸の組成(鍵穴)が異なる例;GPCRの場合


  

  

  

  

    

  

  

      


  
※右は本ページへのQRコード



「生活環境化学の部屋」ホームページJmol版「分子の学習帳」