拡張アンサンブル法による生体高分子系のシミュレーション

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1.価数-1のモノマーから成る高分子電解質、価数+1の対イオンに加え、多価の塩陽イオン、価数-1の塩陰イオンから成る系の分子動力学シミュレーションを行った。静電相互作用の強さを変え、塩陽イオンが高分子電解質の周りに凝縮しその電荷を遮蔽する現象と高分子電解質の自己凝縮との関係について調べた。高分子電解質の端点間距離の2乗平均と慣性半径の2乗平均の比が6となることを高分子鎖の自己凝縮の起こる境界の判定条件としたところ、昨年度調べた塩のない系と同様に、自己凝縮の境界において高分子電解質の電荷の約90%が遮蔽されていることが確認された。高分子電解質が最も伸びた状態では、遮蔽が約15%弱であることも同様であった.静電相互作用を強くしていくと、高分子電解質の電荷を完全に遮蔽するのに必要な量以上の塩陽イオンが高分子電解質の周りに凝縮する過剰帯電の現象が見られた。過剰な電荷は高分子電解質の電荷の約10%弱であった。2. (1)C-ペプチドに対し、3次元RISM理論を取り入れたシミュレーションをより長時間実行した結果の解析を行った。蛋自質分子自身の静電相互作用と溶媒和自由エネルギーが反相関の関係にあることが明確になった。シミュレーションのスナップショットに対し水分子の分布を調べることにより、グルタミン酸の状態により側鎖の酸素の周りの水分子の分布が変化する様子を明らかにした。 (2)プロテインGの大規模な分子動力学レプリカ交換シミュレーションの結果を解析した。天然構造とターンの箇所が似た構造21得られていることを明らかにした。3.残基からなる小ペプチドの真空中のモンテカルロシミュレーションをより長時間実行し、より詳細な緩和モード解析および主成分解析との比較を行った。緩和モード解析により動的性質を反映した結果が得られ、準安定状態間の遷移を記述できることを確認した。