抗原抗体相互作用の動的構造解析を基盤とした高機能抗体の設計

抗原抗体の結合過程がどのように親和性や選択性へ寄与しているのかということに着目し、NMRを用いて抗原抗体相互作用の動的過程を行った。最終年度の3年目はこれまでの実験結果に基づき、高親和性抗体のデザイン手法立案を進めた。現在、抗体のFv部位の揺らぎを変化させることによる親和性向上手法について、論文化を行っているところである。また、新しいターゲットについて同様の手法を適用することが出来ないかを検討している。引き続き本テーマを進めるためには新規の研究費が必要となる。1. 変異体の設計法の提案野生型のHyHEL-10のFvは結合前の状態で大きく揺らいでいるのに対し、結合後は揺らがないということが明らかになった。そこで、結合前で揺らがない状態を達成し、結合後の状態に近づけることで、親和性を向上させることが出来ないか考えた。結合前の揺らぎを指標とし、側鎖が大きく揺らぎの大きい残基をアラニンに置換することで、揺らぎを小さくする方針を取ることとした。また、抗原抗体相互作用界面、埋没残基は直接的に相互作用や構造安定性に影響をあたえるため、変異導入候補から除外した。最終的に、揺らぐ残基全32個の中から10個を選出し、アラニン置換を導入した。その結果、2個の変異体で親和性の向上が見られた。それらの変異体についてNMRを用いた緩和分散法を適用したところ、双方について、抗体のVHドメインで顕著な揺らぎの低下が見られた。この結果は、結合前で揺らがない状態を実現することで、親和性を向上させうることを示すものである。2. 他の抗体を用いた新規デザイン法の妥当性の評価。近年、その安定性と収量の良さから、シングルドメイン抗体の創薬としての有用性が取り立たされている。そこで、シングルドメイン抗体において、揺らぎを制御することによる親和性の向上が可能であるかを検証中である。

抗原抗体の結合過程がどのように親和性や選択性へ寄与しているのかということに着目し、NMRを用いて抗原抗体相互作用の動的過程を行った。最終年度の3年目はこれまでの実験結果に基づき、高親和性抗体のデザイン手法立案を進めた。現在、抗体のFv部位の揺らぎを変化させることによる親和性向上手法について、論文化を行っているところである。また、新しいターゲットについて同様の手法を適用することが出来ないかを検討している。引き続き本テーマを進めるためには新規の研究費が必要となる。1. 変異体の設計法の提案野生型のHyHEL-10のFvは結合前の状態で大きく揺らいでいるのに対し、結合後は揺らがないということが明らかになった。そこで、結合前で揺らがない状態を達成し、結合後の状態に近づけることで、親和性を向上させることが出来ないか考えた。結合前の揺らぎを指標とし、側鎖が大きく揺らぎの大きい残基をアラニンに置換することで、揺らぎを小さくする方針を取ることとした。また、抗原抗体相互作用界面、埋没残基は直接的に相互作用や構造安定性に影響をあたえるため、変異導入候補から除外した。最終的に、揺らぐ残基全32個の中から10個を選出し、アラニン置換を導入した。その結果、2個の変異体で親和性の向上が見られた。それらの変異体についてNMRを用いた緩和分散法を適用したところ、双方について、抗体のVHドメインで顕著な揺らぎの低下が見られた。この結果は、結合前で揺らがない状態を実現することで、親和性を向上させうることを示すものである。2. 他の抗体を用いた新規デザイン法の妥当性の評価。近年、その安定性と収量の良さから、シングルドメイン抗体の創薬としての有用性が取り立たされている。そこで、シングルドメイン抗体において、揺らぎを制御することによる親和性の向上が可能であるかを検証中である。