カスタムタンパク質バインダーを設計する新技術を開発(New method to design custom protein binder)

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2025-07-29 マックス・プランク研究所

マックスプランク生物学研究所などの研究チームは、特定のタンパク質に結合する小型タンパク質(バインダー)をゼロから設計する新手法を開発した。形状相補性に基づく物理モデルを用い、VEGFやIL‑7Rαなど疾患関連タンパク質に高親和性で結合するバインダーを生成。人工アミノ酸やヒューマナイズ化にも対応し、免疫原性も低減されている。機械学習を使わず物理原理に基づくこの手法は、新たな創薬技術として期待される。

<関連情報>

補完性に基づく新規結合体設計のアプローチ A Complementarity-Based Approach to De Novo Binder Design

Kateryna Maksymenko, Valeriia Hatskovska, Murray Coles, Narges Aghaallaei, Natalia Pashkovskaia, Natalia Borbarán-Bravo, Matteo Pilz, Philip Bucher, Mareike Volz, Joana Pereira …
Advanced Science  Published: 21 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202502015

カスタムタンパク質バインダーを設計する新技術を開発(New method to design custom protein binder)

Abstract

De novo design of binders capable of targeting arbitrarily selected epitopes remains a substantial challenge. Here, a generalizable computational strategy is presented to design site-specific protein binders, obviating steps of extensive empirical optimization or in vitro screening. The dock-and-design pipeline retrieves complementary scaffolds from a protein structure database to a given query epitope, where the scaffold is mutated to carve a binding site de novo. The docking step utilizes a novel fingerprint that greatly simplifies and accelerates the surface complementarity evaluation. As proof-of-concept, we designed protein binders to target three distinct epitopes on two different oncogenic targets; vascular endothelial growth factor (VEGF) and interleukin-7 receptor-α (IL-7Rα). Experimental characterization of only 24 candidates identified nanomolar binders against each of the target epitopes, where the binders belonged to five different folds. Several designs were active in vitro. Moreover, anti-VEGF designs showed tumor-inhibiting activity in vivo, highlighting their therapeutic potential.

生物化学工学
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