| 研究課題/領域番号 |
19H04202
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
黒田 大祐 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60756732)
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| 研究分担者 |
森本 淳平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70754935)
田部 亜季 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (60786367)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 抗体設計 / ペプチド設計 / 分子シミュレーション / 親和性成熟 / 熱安定性 / 凝集性 |
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| 研究実績の概要 |
2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。
(1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査している。
(2) 抗体の親和性成熟過程での熱安定性と抗原への親和性の関係性を明らかにした。実験測定に加え、分子シミュレーションを用いて抗体の物性変化と構造ダイナミクスの関係も明らかになりつつある。
(3) 非天然骨格を持つペプチドの分子設計に成功した。分子シミュレーションを用いることで、溶液中での挙動を考察した。また、天然のアミノ酸のみから構成されるペプチド断片をスキャフォールド蛋白質に移植することで、どの程度構造変化が起こりうるのかを解析した。移植したペプチド断片が目的の二次構造を取るために必要な因子を同定しつつある。
(4) わずか一個の水素が付加されるだけで、リン酸基に対する蛋白質の分子認識様式が変化しうる可能性を示した。リン酸基がPO3(-2)の状態では、その官能基の持つ対称性のために、リン酸基が蛋白質と結合した状態を維持したまま、容易に回転することができる。一方で、PO3H(-1)の状態では、そうした対称性が失われるため、官能基側鎖の回転が難しくなる。翻訳後修飾によるアミノ酸側鎖のリン酸化は、生体内で普遍的に見られる現象であり、生体内でのそうしたリン酸化状態の異常は即疾患につながる。本研究による成果は、リン酸基を特異的に認識する蛋白質の分子設計に役立つことが期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度に扱った抗体とは異なる抗体を対象に、物性を向上させることに成功した。また、抗体の親和性成熟過程を実験的にトレースすることで、分子設計に役立つ知見を得ることができつつあるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
既存の抗体の物性改変・親和性向上を目指し、複数の抗体に対して、以下の4点を実施する。
(1) 抗体のアミノ酸配列と物性の相関関係を明らかにするために、複数の抗体間で物性の比較解析を行う。
(2) 立体構造情報に基づき、抗体の親和性を向上させる。
(3) 量子化学計算を用いて、抗体抗原相互作用を評価する。
(4) 抗体の抗原非結合状態での構造変化をコンピュータ技術を用いて解析する。
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