Research and development of monoclonal antibodies that can strictly distinguish Flavi viruses

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02971
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: KATO Ryuichi 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (50240833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小澤 龍彦 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (10432105) ; 宮下 尚之 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (20452162) ; 正木 秀幸 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (90247982)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フラビウイルス / 中和抗体 / Ｘ線結晶構造解析 / ＭＤシミュレーション

Outline of Final Research Achievements

Based on the X-ray crystal structure of the complex between the West Nile virus (WNV) envelope protein (E protein) and the monoclonal antibody WN_83 that we determined, we carried out the crystal structure analysis of the complex between the E proteins of Japanese encephalitis virus (JEV), Yellow fever virus, and Zika virus, which belong to the Flaviviridae family, and WN_83. We established overexpression and purification procedure of them, confirmed to obtain the complexes, and crystallization. We also performed a model simulation of the interactions between WN_83 and full-length E proteins (WNV and JEV) based on the complex structure of WN_83 and WNV E protein (domain 3), and discussed the molecular mechanism of the interaction.

Free Research Field

構造生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

WN_83と各種フラビウイルスのＥタンパク質との複合体の結晶構造解析は完了しなかったが、それぞれのタンパク質の大量発現および精製系を構築することができたことは、今後の当分野の発展に寄与すると思われる。WN_83とWNVおよびJEVのＥタンパク質全体構造についてモデルシュミレーションを行い、その相互作用の違いを見出した。さらに、抗体分子結合によるウイルス粒子全体構造のシミュレーションについての先進的な研究を開始した。これらの知見は、今後の当分野の発展に寄与すると共に、ウイルスという巨大分子を対象とするシミュレーションという新分野の今後の発展が期待される。