JP2020529060A - 残基固有の分子構造特徴を用いた分子変異体の分子特性の予測 - Google Patents
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Abstract
Description
・正又は負の荷電パッチ(charge patches)又は疎水性パッチにおける残基の関与
・隣接する残基の基の多様性(例えば所与の距離内の疎水性、酸性、塩基性又は中性の残基の数−距離は三次構造に基づく)
・残基の溶媒アクセシビリティ(分子の表面で高い)
・領域/チェーン・インタフェース(chain interface)への近さ(例えばFv及び定常ドメイン・インタフェース(constant domain interface)への距離)
・二次構造環境
・元の残基(分子内)と新たな残基(変異体内)の長さ又はサイズ
・元の残基と新たな残基のpKa(すなわち、酸性度)
Claims (11)
- コンピューティングシステムによって、変異タンパク質の構造マトリックスを生成するステップであって、前記変異タンパク質は、該変異タンパク質のある位置に、親タンパク質の対応する位置における最初の残基と異なる修飾残基を有し、前記構造マトリックスは、前記変異タンパク質の残基についての個々の構造特徴のそれぞれの第1値を示すステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記構造マトリックスを修飾して、変異分子についての修飾構造マトリックスを生成するステップであって、前記修飾構造マトリックスは、前記親タンパク質の最初の残基に関して修飾された変異タンパク質の1つ以上の残基に対応する、前記第1値のサブセットを示すステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記第1値の前記サブセットに関して1つ以上の統計操作を実行して、該1つ以上の統計操作についての1つ以上の第2値を生成するステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記変異タンパク質に関連する前記1つ以上の第2値と、複数の追加の変異タンパク質に関連する1つ以上の統計操作についての複数の追加の値とを含む、構造特徴要約マトリックスを生成するステップと;
前記コンピューティングシステムによって、かつ前記構造特徴要約マトリックスに基づいて、前記構造マトリックスに含まれる前記個々の構造特徴のサブセットを決定するステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記修飾構造マトリックスに含まれる前記第1値の前記サブセットに前記変異タンパク質の分子特性の値を割り当てるステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記変異タンパク質の前記分子特性の値が前記第1値の前記サブセットに割り当てられていることを示し、かつ前記個々の構造特徴の値の追加のサブセットに割り当てられる前記分子特性の複数の追加の値を示す、トレーニングデータを生成するステップであって、値の個々の追加のセットは、前記親タンパク質のそれぞれの追加の変異体に対応する、ステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記親タンパク質に対応する新たな変異タンパク質の分子特性の値を予測するモデルを生成するステップであって、前記モデルは、前記個々の構造特徴のサブセットに対応する1つ以上のパラメータを含む、ステップと;
前記コンピューティングシステムによって、1つ以上の対応する位置における前記親タンパク質の1つ以上の残基と異なる、新たな変異タンパク質の1つ以上の修飾残基を示す、新たな変異体情報にアクセスするステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の修飾残基についての前記個々の構造特徴の追加の値を示す、第2修飾構造マトリックスを生成するステップと;
前記コンピューティングシステムによって、前記モデルを、前記第2修飾構造マトリックス及び前記新たな変異体情報に適用して、前記新たな変異タンパク質について前記分子特性の追加の値を決定するステップと;
を含む、方法。 - 前記変異タンパク質の構造モデルを用いて、前記修飾残基についての前記個々の構造特徴のそれぞれの第1値を決定するステップ、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記親タンパク質及び前記変異タンパク質は抗体を含み、
前記修飾残基の個々の構造特徴の値を決定することは、前記修飾残基と前記変異タンパク質の定常領域との間の距離を決定すること又は前記修飾残基と前記変異タンパク質の可変領域との間の距離を決定することを含む、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記変異タンパク質を合成するステップと、
前記変異タンパク質の前記分子特性の値を測定するステップと、
を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記新たな変異体情報は、前記新たな変異タンパク質の各残基について、前記新たな変異タンパク質内のそれぞれの残基が、前記親タンパク質の対応する位置における残基と比して変化したか否かを示すアレイを含む、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。 - コンピューティングシステムにおいて:
1つ以上の処理ユニットと;
前記1つ以上の処理ユニットによって実行されると、当該コンピューティングシステムに、
変異分子の構造マトリックスを生成することであって、前記変異分子が、親分子の対応する第1位置における最初の残基とは異なる修飾残基を有し、前記構造マトリックスが、前記変異分子の残基の個々の構造特徴のそれぞれの第1値を示すことと、
前記構造マトリックスを修飾して、前記変異分子についての修飾構造マトリックスを生成することであって、前記修飾構造マトリックスが、前記修飾残基に対応する前記第1値のサブセットを示すことと、
前記変異分子の分子特性の値を、前記修飾構造マトリックス内に含まれる前記第1値の前記サブセットに割り当てることと、
前記親分子に対応する新たな変異分子の前記分子特性の値を予測するモデルを生成することと、
対応する第2位置における前記親分子の残基とは異なる新たな変異分子の残基の前記個々の構造特徴の第2値を示す、第2修飾構造マトリックスを生成することと、
前記モデルを前記第2修飾構造マトリックスに適用して、前記新たな変異分子の前記分子特性の追加の値を決定することと、
を実行させるコンピュータ実行可能命令を格納する、1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体と;
を備える、コンピューティングシステム。 - 前記1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体は、前記1つ以上の処理ユニットによって実行されると、当該コンピューティングシステムに、
前記第1値の前記サブセットに関して1つ以上の統計操作を実行して、該1つ以上の統計操作についての1つ以上の第3値を生成することと、
前記変異分子と関連する前記1つ以上の第3値を含み、かつ複数の追加の変異分子に関連する1つ以上の統計操作についての複数の追加の値を含む、構造特徴要約マトリックスを生成することと、
前記構造特徴要約マトリックスに基づいて、前記構造マトリックス内に含まれる前記個々の構造特徴のサブセットを決定することと、
を実行させる、追加のコンピュータ実行可能命令を格納する、
請求項6に記載のコンピューティングシステム。 - 前記1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体は、前記1つ以上の処理ユニットによって実行されると、当該コンピューティングシステムに、前記新たな変異分子の各残基について、前記新たな変異分子のそれぞれの残基が前記親分子の対応する位置における残基と比して変化したか否かを示すアレイを含む新たな変異体情報を生成させる、追加のコンピュータ実行可能命令を格納する、
請求項6又は7に記載のコンピューティングシステム。 - 前記1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体は、前記1つ以上の処理ユニットによって実行されると、当該コンピューティングシステムに、
前記変異分子の変異残基に隣接する残基の多様性に関する構造特徴の値を、
前記変異残基の第1距離内の疎水性残基の数を決定することと、
前記変異残基の第2距離内の酸性残基の数を決定することと、
前記変異残基の第3距離内の塩基性残基の数を決定することと、
前記変異残基の第4距離内の中性残基の数を決定することと、
によって決定させる、追加のコンピュータ実行可能命令を格納し、
前記第1距離、前記第2距離、前記第3距離及び前記第4距離は、前記変異分子の三次構造に基づく、
請求項6乃至8のいずれか一項に記載のコンピューティングシステム。 - 前記1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体は、前記1つ以上の処理ユニットによって実行されると、当該コンピューティングシステムに、
前記変異分子の変異残基の構造特徴の値を、
前記変異残基が、前記変異分子の正に荷電した領域に位置することを決定すること、又は、
前記変異残基が、前記変異分子の負に荷電した領域に位置することを決定すること、
によって決定させる、追加のコンピュータ実行可能命令を格納する、
請求項6乃至9のいずれか一項に記載のコンピューティングシステム。 - 前記1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体は、前記1つ以上の処理ユニットによって実行されると、当該コンピューティングシステムに、
前記変異分子の修飾残基の第1構造特徴の第1値を、前記変異分子の表面に対する前記修飾残基の近接性に基づいて溶媒に対する前記修飾残基のアクセシビリティを決定することによって決定させ、
前記修飾残基の第2構造特徴の第2値を、前記親分子のpKa値に関して前記変異分子のpKa値を決定することによって決定させる、
追加のコンピュータ実行可能命令を格納する、
請求項7乃至10のいずれか一項に記載のコンピューティングシステム。
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