アルツハイマー病はアミロイドβ（Aβ）の蓄積と凝集によって特徴づけられるが、環境要因や感染因子からAβのコンフォメーション変化へ至る分子機構はいまだ十分に解明されていない。ヘルペス単純ウイルス1型（HSV–1）はAD病理への潜在的な寄与因子である可能性が提案されており、ウイルスのグリコプロテインB（gB）とAβの相互作用はペプチドのコンフォメーション挙動に影響しうる。本研究では、分子動力学（MD）シミュレーションに基づく原子レベルの情報を用いることで、このような相互作用を扱うが、従来の構造記述子だけでは残基間相互作用ネットワークの組織変化を十分に捉えられない場合がある。ここで、Forman–Ricci曲率に基づくグラフ・幾何学的枠組みを導入し、MDシミュレーション中の残基間相互作用ネットワークの進展を特徴づける。各シミュレーションフレームはCα—Cα接触に基づく残基間相互作用グラフとして表現し、残基ごとの曲率プロファイルを時間にわたって解析する。まず、孤立したAβ1–42およびHSV–1 gBとの複合系に対してこの枠組みを適用する。従来のMD解析では、シミュレーションされた複合体が安定に結合し、相互作用エネルギーが好ましいこと、さらにAβのコンフォメーション変化として、シミュレーション時間スケールの間にαヘリックス構造からβタ－ンに富むコンフォメーションへの遷移が示される。Forman–Ricci曲率は、複合体においてAβの残基間相互作用ネットワークが顕著かつ空間的に局在した形で再構築されることを明らかにし、その最大の変化はC末端領域に集中している。これらの領域では時間的な曲率変動も低下し、シミュレーションを通じて幾何学的挙動が漸次的に異なる様相を示す。階層的クラスタリングにより、協調的な曲率ダイナミクスを示す残基の協同群も同定され、顕著なC末端ドメインが含まれる。これらの結果は、Forman–Ricci曲率が従来の構造記述子では直接表現されない残基間相互作用ネットワークの幾何学的組織変化を捉えることで、生体分子ダイナミクスの補完的な記述を与えることを示す。この枠組みは、タンパク質分子動力学におけるネットワークレベルの構造リモデリングを研究するための一般的な計算アプローチであり、HSV–1 gBとAβの結合がもたらすコンフォメーションへの定量的な視点を提供する。
https://doi.org/10.64898/2026.08.26.747308