2020 Fiscal Year Annual Research Report
物理化学ストレスが誘発する治療用抗体の凝集化メカニズムの解明と凝集予測理論の構築
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19H03363
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
本田 真也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副研究部門長 (50344122)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 凝集 / バイオ医薬品 / モノクローナル抗体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、物理化学ストレスが誘発する治療用モノクローナル抗体の凝集化のメカニズム解明と予測理論構築を目的とし、(A)酸ストレスが誘発する劣化抗体の局所的構造変化の部位の特定、(B)酸ストレスが誘発する劣化抗体のドメインの空間的変位の定量、(C)劣化抗体が形成するマイクロメータ・スケールの凝集体のフラクタル性の判定、(D)異なる物理化学ストレス・異なる可変領域アミノ酸配列の依存性の評価、の4項目を実施する。2020年度はこのうちの「(A)酸ストレスが誘発する劣化抗体の局所的構造変化の部位の特定」を行った。申請者が開発した高次構造劣化抗体結合プローブAF.2A1は、異なる物理化学ストレスで生じる構造劣化抗体を共通に認識する。これは、高次構造劣化抗体が不規則なランダム構造ではなく、特定の立体配座を有する準安定構造であること、酸変性、熱変性、凍結融解変性などが共通の分子変化を誘起していること示唆する。しかし、AF.2A1が抗体Fc領域のどの部位を認識しているのかは明らかになっていない。そこで、様々な鎖長のFc領域断片を調製し、それらとAF.2A1の相互作用をバイオレイヤー干渉(BLI)法により系統的に調べることによって、AF.2Aが共通に認識する部位を特定した。また、2020年度は、「(B)酸ストレスが誘発する劣化抗体のドメインの空間的変位の定量」を行った。ここでは、ドメインレベルの広域的変化を明らかにするために、X線小角散乱(SAXS)法を用いて、酸ストレスの有無によるIgGの四次構造の相違を解析した。散乱データの濃度依存性、pH依存性を測定したのち、ab initioモデリング法と既知結晶構造からシミュレーションを併用して解析し、ドメインの配置の酸ストレスによる変位を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「(C)劣化抗体が形成するマイクロメータ・スケールの凝集体のフラクタル性を判定」は2019年度に、「(A)酸ストレスが誘発する劣化抗体の局所的構造変化の部位の特定」と「(B)酸ストレスが誘発する劣化抗体のドメインの空間的変位の定量」は2020年度に実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画通り2021年度は「(D)異なる物理化学ストレス・異なる可変領域アミノ酸配列の依存性の評価」を実施する。
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