【抗体スクリーニング】MDによる抗体・抗原相互作用のスクリーニング法まとめ

論文タイトル

Assessing computational strategies for the evaluation of antibody binding affinities

出典

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www.biorxiv.org

要旨

抗体と抗原ペプチド間の結合親和性（binding affinity）を計算的に評価する手法の精度と実用性を比較検証した研究です。

解説など

主な比較対象は以下の４系統：

1. MMPBSA（Molecular Mechanics Poisson–Boltzmann Surface Area）
2. Replica Exchange MMPBSA（RE-MMPBSA; T-REMD併用）
3. Potential of Mean Force（PMF; umbrella sampling法）
4. Rosetta energy function（ref2015スコア）

対象は、CXCR2受容体N末端ペプチドに結合する抗CXCR2抗体（wild typeおよび8種の変異体）で、実験値（Kd）と比較してどの方法が実測に最も一致するかを評価しています。

結果は次のとおりです。

方法	R² (実験との相関)	特徴
MMPBSA (RE, 20–50 ns)	0.57	最良。サンプリング適度で精度高い。
MMPBSA (RE, 20–100 ns)	0.29	長時間で悪化。
PMF (Umbrella Sampling)	0.19	Sampling困難。hydrophobic系に不向き。
Rosetta ref2015	≈0.01	実験とほぼ無相関。静的スコアリングでは不十分。

長いシミュレーションでは精度を低下していることが印象的です。シミュレーション時間よりサンプリングの質を高めることが重要といえます。短時間x複数レプリカがコスト・精度において最良バランスです。また疎水的な界面では、PMFやRosettaの静的解析は不向きのようです。

本手法では、GPU１基でおよそ１日３－５抗体程度のスクリーニングが可能です。高速スクリーニングにフィットした改善が期待されます。