G1-2 低分解能実験データを用いた超分子の立体構造モデリング

電子顕微鏡画像や量子ビーム散乱データなどの低分解能実験データを再現する超分子立体構造のモデリング

[1] 支援担当者

[2] 支援技術の概要

電子顕微鏡画像や量子ビーム散乱データなどの低分解能実験データをもとに、計算機を用いて、超分子の立体構造モデリングを行う。

[3] 支援技術の利用例

• 電子顕微鏡画像や量子ビーム散乱データなどの低分解能実験データからの3次元分子モデルの構築。
• 多数の電子顕微鏡画像から3次元分子モデルを構築することによる構造分布情報の取得。
• 構造分布情報の解析による構造変化経路の推定。
• 構築した多数の3次元分子モデルを用いて、超分子の構造変化の様子を捉えた動画の作成。

[4] 支援担当者の研究概要

電子顕微鏡画像や量子ビーム散乱データなどの低分解能実験データをもとにした分子モデル構築手法の開発を行っている。電子顕微鏡像による単粒子構造解析の進歩は著しいが、多様な構造をとる分子は画像分類や平均化が困難なため、その3次元分子モデル構造の構築は極めて困難である。そこで、1枚のネガティブステイン電子顕微鏡画像をもとにして3次元分子モデルを構築する方法を開発した。そのほか、小角X線散乱（ＳＡＸＳ）や小角中性子線散乱（ＳＡＮＳ）などの量子ビーム散乱データ、それに３ＤＥＭ構造情報をもとにした3次元分子モデル構築を行っている。
また、実験データを再現するには、初期モデル構造を大きく変化させる必要がある場合があり、そのため、大規模構造変形のための計算手法の開発も行っている。