【バインダーデザイン】深層学習以前のバインダーデザイン手法をレビュー

論文タイトル

Computational design and experimental optimization of protein binders with prospects for biomedical applications

出典

Protein Eng Des Sel. 2021 Feb 15;34:gzab020.

Computational design and experimental optimization of protein binders with prospects for biomedical applications - PubMed
Protein-based binders have become increasingly more attractive candidates for drug and imaging agent development. Such binders could be evolved from a number of...

確認したいこと

深層学習を利用した、タンパク質デザインの定期ベンチマークです。

要旨

バインダーに特化したタンパク質の計算化学的デザイン手法をレビューした論文です。深層学習以前の手法が中心になります。

章立て

  • 緒言
  • 天然機能性分子の再設計
  • 新規結合ドメインの設計
  • 抗体デザイン
  • タンパク質バインダーを臨床で利用するための課題
  • 結言と展望

解説など

過去にバインダーデザインに関わる同種のレビュー論文を紹介しました。

以前紹介した論文も今回の論文も、バインダーデザインかつ深層学習以前の技術を包括的にまとめている点で共通点があります。

本論文では、タンパク質デザインの手法分類を、標的構造に着目して以下の3つに分けて解説しているのが特徴です。

  • 抗体(様)タンパク質
  • 天然の機能性タンパク質
  • 新規結合ドメインタンパク質

いずれの足場タンパク質が利用される場合においても、バインダーのデザインには大きく以下の2通り、またはその組み合わせが適用されます。

  • 計算化学的な手法
  • 実験探索的な手法

本レビューでは、デザイン後のウェットスクリーニングの方法や規模感もしっかり交えて、デザイン手法をレビューしている印象です。

筆者らは、新規結合ドメインタンパク質の具体的なデザイン手法を、以下の4種のアプローチに分類しています。

  • dock and optimize
    • https://www.biospace.info/blog/2023/05/11/dimer-design/
  • hotspot centric
    • https://www.biospace.info/blog/2023/04/30/ha_binder/
  • epitope grafting
    • https://www.biospace.info/blog/2023/05/18/flexible-grafting/
  • RIF docking
    • https://www.biospace.info/blog/2022/07/25/32907861/

それぞれの手法の実施例を解説した過去の記事をリンクでつけておきましたので、ご参照ください。

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