| 研究課題/領域番号 |
20H03229
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
神谷 成敏 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 特任教授 (80420462)
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| 研究分担者 |
織田 昌幸 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20318231)
伊藤 暢聡 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (40361703)
Bekker Gerardu 大阪大学, 蛋白質研究所, 特任助教(常勤) (80813758)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
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| キーワード | 分子動力学シミュレーション / 構造予測 / 親和性予測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒトMajor Histocompatibility Complex (MHC)はペプチドをT細胞受容体(TCR)に提示し、最終的にT細胞がそのペプチドを分泌する細胞を攻撃する。癌細胞が分泌するペプチドを同定できれば、そのペプチドをワクチンとすることで癌細胞攻撃性のT細胞の誘導が期待される。本研究では、分子動力学シミュレーションによる結合自由エネルギー計算に基づいたタンパク質-タンパク質の複合体構造/親和性予測法を開発し、MHC-癌ワクチンペプチドの２者複合体の予測、MHC-ペプチド-TCRの３者複合体の予測に適用する。親和性や立体構造の実験を実施し、結果を照合することで開発を加速する。
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| 研究成果の概要 |
免疫関連タンパク質と癌抗原ペプチドの２者複合体（HLA-ペプチド）や３者複合体（HLA-ペプチド-T細胞受容体）の立体構造や、熱安定性、親和性を分子動力学(MD)シミュレーションにより予測した。HLAとペプチドのマルチカノニカルMD計算により、自由エネルギー最安定構造や結合経路を得た。次に、この経路に沿ったMD計算により親和性を予測した。加えて、親和性測定や結晶構造解析を実施し計算結果が妥当であることを示した。次に、MD計算により３者複合体を予測した。最後に、予測複合体の安定性を評価し安定構造が含まれることを明らかにした。我々の予測法は免疫関連タンパク質の相互作用解析に有用であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
安定性を評価するのに最適な物理量である自由エネルギーを用いた複合体構造の予測法を開発し、タンパク質-ペプチドやタンパク質-タンパク質複合体構造の予測に成功した点で、物理化学的に大きな意義がある。研究対象の癌抗原ペプチドはT細胞を活性化し、腫瘍細胞への攻撃性が獲得できるが、患者毎にペプチドの特異性や親和性、即ち、ペプチドの有効性が異なることが問題である。本研究手法を用いることにより、この問題を克服し、個々に有効なペプチドを提案できれば、個別で高精度な医療が実現することになり、社会的な意義は大きい。
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