生体環境を考慮した精密な量子化学計算によるSARS-CoV-2抗体分子開発

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本研究は、感染拡大によって社会経済に大きな影響を引き起こしたSARS-CoV-2のウイルス先端に位置するRBDと、ウイルス感染を抑制する中和抗体との間のより詳細なタンパク質間相互作用解析手法の提案により、SARS-CoV-2に対して強力な活性を示す新規の中和抗体の提案を目指すものである。本年度は、タンパク質間相互作用に関連するアミノ酸残基の構造エントロピーは比較的小さいことや、より効率的に提案手法のテスト計算を繰り返し実施するためには可能な限りサイズの小さい系を用いることが望ましいことから、SARS-CoV-2 RBD-中和抗体複合体よりも系のサイズが小さく、計算コストの大幅な削減が期待できるHDM2-p53部分ペプチド複合体を用いて新規手法の最適条件の検討を行った。条件検討においては、分子動力学計算による構造サンプリング時に用いる力場パラメーターやsimulation box sizeの変更、また、拡張アンサンブル法の適用による効率的な構造サンプリングの試行等、様々な条件下でのサンプリングを行った。本年度終了時点で明確な基準決定にかなり近い段階にあり、拡張アンサンブル法を適用した上で数百ナノ秒程度の分子動力学計算による構造サンプリングが必要であると推測している。次年度以降は上記のような適切な条件のもと、複数の複合体構造の効率的なサンプリングを行った上で、数十個のサンプリング構造に対してフラグメント分子軌道法による相互作用解析を行い、結晶構造のみを初期構造とする従来の解析からは見出すことができなかった、重要な相互作用の検出を目標に検討を進める。