知識ベースを活用したHLA提示抗原ペプチド予測法の開発

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07029
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 合田 浩明 昭和大学, 薬学部, 教授 (60276160)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 主要組織適合遺伝子複合体 / HLA / 抗原ペプチド / 相互作用 / データベース

Outline of Annual Research Achievements

ヒトの主要組織適合遺伝子複合体であるHLAクラスI分子（HLA-I）が提示する抗原ペプチドを知識ベースで予測する目的で、Protein Data Bankに登録されているHLA-I/抗原ペプチド複合体結晶構造に基づき、「特性球表現されたHLA-Iポケット－抗原ペプチド構成アミノ酸ペア」からなる相互作用データベース(DB)を、本事業期間を通じて構築してきた。物理化学的性質が異なる数種類の特性球でHLA-Iポケットの環境を表現するのが、本DBの特徴である。その結果、HLA-IのA～Fの各ポケット対して、それぞれ約600個の「特性球表現されたHLA-Iポケット－抗原ペプチド構成アミノ酸ペア」を収集できた。そして、このDBから類似のポケットを検索することで、解析対象のHLA-Iの各ポケットに結合する抗原ペプチド構成アミノ酸の傾向を予測ことが可能となった。また、HLA-Iに薬物が結合する場合でも、結合している薬物も特性球表現することで、HLA-I/薬物複合体構造に結合する抗原ペプチド構成アミノ酸の傾向を予測できることを、HLA-Iのアレルの一つであるHLA-B*57:01と抗HIV薬アバカビルの複合体構造の例を用いて示すことができた。さらに、最終年度、HLA-B*57:01の各ポケットに結合している抗原アミノ酸と、HLA-B*57:01の各ポケットと類似性の高いDB中のポケットに結合している同種の抗原アミノ酸について、RMSD(root mean square deviation)を算出し、DBを用いた抗原アミノ酸の結合ポーズ予測の可能性について検証した。その結果、ポケットA, B, Fについては、RMSDの値が非常に小さく、本事業期間を通じて構築してきたDBは、ポケットA, B, Fに結合する抗原アミノ酸の結合ポーズの予測にも使用できることが示唆された。