2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation and Control of Local Fractions in Protein Engineering
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20H02531
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津本 浩平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90271866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長門石 曉 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (30550248)
黒田 大祐 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60756732) [Withdrawn]
中木戸 誠 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80784511)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 抗体 / ペプチド / フラクチュエーション / CDR / 金属イオン / 分子動力学計算 / 物理化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛋白質エンジニアリングにおける局所部位のコンフォメーション変化に着目すると、蛋白質エンジニアリングによって生じるローカルなフラクチュエーション変化とコンフォメーショナルセレクションとの密接な関連が浮かび上がる。そこで本研究では、変異導入、柔軟性変化、小型化、コンジュゲーションにおける蛋白質エンジニアリングに伴うローカルなフラクチュエーション変化が、コンフォメーショナルアンサンブルの多様性を増大させ、新しい相互作用界面の出現、分子認識の多様性を生み出すのではないかと考えた。
各プロジェクトの成果としては、
(Project A) 金属イオン存在下と非存在下におけるSonic hedgehog（SHH）の柔軟性変化が、抗原として抗SHH抗体と結合する際に及ぼす影響について、分子動力学計算を駆使してローカルフラクチュエーションを制御し、結合親和性を向上させることに成功した。
(Project B) 抗体の抗原結合部位である可変領域CDRをフラグメント化した分子について、各種抗体の環状化CDRフラグメントについて、そのペプチドに関する熱力学および速度論パラメータを解析し、環状化ペプチドに関する親和性創出メカニズムの一端を明らかにした。
(Project C、D) Fc受容体FcγRIIIaの遺伝子多型が相互作用に及ぼす影響について、その物理化学パラメータ変化と分子動力学計算より、固定化されたFcγRIIIaのローカルフラクチュエーションが溶液中とは異なるポピュレーションによって支配されていることが明らかとなった。
以上のように、標的蛋白質の分子認識に関するフラクチュエーションの物理化学的解析を行い、動力学計算と共に相互作用に関する精密な議論を行うことにより、標的とする蛋白質の機能性向上や分子認識変化の解明を達成し、ローカルフラクチュエーションという独自の観点からの分子設計並びに実験的検証を通じて、新規な分子デザインの指針を提案することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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