全原子の位置 r(t) を求める（各原子がいつ，どこにあるか） EX17302 (東京大学情報基盤センター推薦課題) 大滝大樹 (長崎大学 医歯薬学総合研究科) 拡張アンサンブル法を用いた タンパク質の構造変化と変異が及ぼす影響の解析 研究背景：プリオン病 アミロイド （繊維構造） 分断 プリオン病 異常型プリオンタンパク質が脳に蓄積し 脳が海綿状に変化することによって起きる クロイツフェルト・ヤコブ病 牛海綿状脳症（狂牛病） 羊スクレイピー など 正常型プリオン 異常型プリオン （構造は未解明） human PrP WT, 90-231 分子生物学実験では： アミノ酸配列に変異を導入すると 凝集様態が異なることが報告されている 23-127: flexible loop region 128-231: structured globular domain 研究手法：分子動力学計算 分子＝球（原子）とばね（結合） Newtonの運動方程式を数値的に解いて分子運動の情報を得る レプリカ交換分子動力学法 （REMD: Replica Exchange Molecular Dynamics） N個の系のコピー(レプリカ )を用意，異なる温度で同 時並行的に短いMD計算 一定の基準で隣り合う温度 のレプリカを交換する van der Waals 相互作用 Coulomb相互作用 Conventional MD REMD 伸縮 escape Temperature trapped 変角 二面角（ねじれ） 全原子の位置 r(t) を求める（各原子がいつ，どこにあるか） Sugita and Okamoto, Chem. Phys. Lett. 314, 141 (1999) 研究内容・研究計画 先行研究：野生型の計算 変異の導入によりどのような構造変化が誘起されるか Chamachi, J. Phys. Chem. B 120, 7332 (2016) 計算で用いる力場パラメータの検討 REMDなどを用いて野生型と変異型の構造サンプリング 野生型と変異型で構造の違いなどを比較 実験との対応