JP2021523680A - アミノ酸配列改変に基づくタンパク質の特性への影響の決定 - Google Patents

Abstract

タンパク質のアミノ酸配列の置換がベースタンパク質の特性に与える影響の決定に関連する技術について説明する。特定の置換を包含するタンパク質についての特性の値は、前記特定の置換を包含しないタンパク質についての特性の値に関して分析される。分析を利用して、発現する必要のあるタンパク質の数を最小限に抑えながら、タンパク質についての特性に対する特定の置換の影響を特定できる。タンパク質に対する特定の置換の影響は、タンパク質の安定性及び／又は収量の変化を示している可能性がある。【選択図】 図１

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０１８年２月２６日に提出され、「アミノ酸配列改変に基づくタンパク質の特性への影響の決定」というタイトルの米国仮出願第６２／６３５，５３６号の優先権を主張し、その全体は参照により本明細書に組み入れられる。

背景
タンパク質は、化学結合を介してリンクされているアミノ酸のシーケンスで構成されている。特定のタンパク質のアミノ酸配列は、それからタンパク質が発現するデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）のヌクレオチドの配列に基づいている。タンパク質の機能性と構造は、当該タンパク質のアミノ酸配列に基づくことができる。タンパク質は、酵素活性の調節や細胞内シグナル伝達など、生物内でさまざまな機能を持つことができる。一部のタンパク質は、生物学的状態を治療するために治療的に使用することもできる。例えば、抗体などのタンパク質は病原体に結合して、T細胞やマクロファージなどの生物の他の薬剤による破壊のために病原体を標的にすることができる。別の例では、タンパク質は分子に結合して、分子を生物の標的位置に輸送し、生物学的状態の表現型を緩和することができる。

タンパク質を治療的に利用することの有効性と実行可能性は、特定の環境条件下でのタンパク質の安定性に依存する。いくつかの場合において、タンパク質の環境で温度が上昇すると、タンパク質の機能が低下することがある。例を挙げれば、タンパク質は特定の温度にさらされると反応して展開し、その結果、タンパク質が標的分子に結合する能力が失われる。さらに、一部のタンパク質の発現は、特に低収量にもかかわらず、コストがかかる可能性がある。特定のシナリオでは、タンパク質の収量は、タンパク質が発現される(expressed)環境条件との関係でタンパク質の堅牢性に依存する可能性がある。例えば、一部のタンパク質の収量は、タンパク質が曝される環境でｐＨが低下すると、低下する可能性がある。

図面の簡単な説明
図１は、ベースタンパク質の変異体であるタンパク質の特性に対するベースタンパク質のアミノ酸配列への置換の影響を決定するためのアーキテクチャのいくつかの実装の図である。 図２は、ベースタンパク質のアミノ酸配列に候補置換を有する改変タンパク質を、候補置換を包含しない単一の改変タンパク質と結合させる(couple)ための技術のいくつかの実装を示している。 図３は、ベースタンパク質のアミノ酸配列に候補置換を有する改変タンパク質を、候補置換を包含しない複数の改変タンパク質と結合させるための技術のいくつかの実装を示す。 図４Ａ及び図４Ｂは、候補置換を有しない改変タンパク質の特性の値に関して、ベースタンパク質のアミノ酸配列への候補置換を有する改変タンパク質の特性の値の間の差異を分析する技術のいくつかの実装を示す。 図５は、タンパク質のアミノ酸配列に対する改変に基づいてタンパク質の特性への影響を決定するためのシステムのいくつかの実装を示している。 図６は、タンパク質のアミノ酸配列の置換によって影響を受けるタンパク質の特性を識別するための第１の例示的なプロセスのフロー図である。 図７は、タンパク質のアミノ酸配列の置換によって影響を受けるタンパク質の特性を識別するための第２の例示的なプロセスのフロー図である。 図８Ａは、ベースタンパク質に関して特定の置換を包含するように改変されたタンパク質の特性の値の第１のプロット及び特定の置換を包含するように改変されていないタンパク質の特性の値の図を示す。 図８Ｂは、特定の置換を包含するように改変されたタンパク質と、特定の置換を包含するように改変されていないタンパク質との間の結合を示す第２のプロットを図示する。 図９は、図８の第２のプロットに示される結合に基づいて修正された図８の第１のプロットのデータポイントを示すプロットを図示する。 図１０は、第１の候補置換を有するタンパク質に由来するデータの第１のグループと第１の候補置換を有しないタンパク質に由来するデータの第２のグループとの間の平均の差を示す第１のプロット、及び第２の候補置換を有するタンパク質に由来するデータの第１のグループと第２の候補置換を有しないタンパク質に由来するデータの第２のグループとの間の平均の差を示す第２のプロットを図示する。

詳細な説明
本明細書に記載される概念は、タンパク質のアミノ酸配列への改変に基づいてタンパク質の特性への影響を決定することを対象とする。いくつかの例において、タンパク質のアミノ酸配列への改変は、タンパク質の安定性及びタンパク質の発現のための収量を改善することができる。特に、実装では、タンパク質の配列に包含される特定のアミノ酸に改変を加えることにより、タンパク質が展開する温度を上げることができる。追加の状況では、タンパク質の配列内のアミノ酸に特定の改変が加えられると、タンパク質が分解し始めるｐＨを下げることができる。

多くの場合、タンパク質の特性を改善するために改変できるタンパク質配列内のアミノ酸残基を特定することは困難である。特に、各タンパク質配列には数百から最大数千のアミノ酸が含まれている可能性があり、改変する特定のアミノ酸を特定して、タンパク質の特性を改善することは、時間とリソースを消費するプロセスになる可能性がある。つまり、特定の位置で現在のアミノ酸を置き換えるためにどのアミノ酸を使用するかを決定することは、時間とリソースを消費するプロセスになる可能性がある。さらに、タンパク質のアミノ酸配列への変更は時には意図しない結果になることがあるので、アミノ酸配列へのいくつかの変更の影響を予測することは困難である。（Ｅｒｉｋｓｓｏｎ ＡＥ， Ｂａａｓｅ ＷＡ， Ｚｈａｎｇ ＸＪ， Ｈｅｉｎｚ ＤＷ， Ｂｌａｂｅｒ Ｍ， Ｂａｌｄｗｉｎ ＥＰ， Ｍａｔｔｈｅｗｓ ＢＷ： Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ａ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｏ ｃａｖｉｔｙ−ｃｒｅａｔｉｎｇ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｅｆｆｅｃｔ． Ｓｃｉｅｎｃｅ． １９９２， ２５５ （５０４１）： １７８−１８３． １０．１１２６／ｓｃｉｅｎｃｅ．１５５３５４３を参照）。

典型的には、タンパク質のアミノ酸配列への改変がタンパク質の特定の特性に影響を与えるかどうかを判断するには、タンパク質の発現に使用されるＤＮＡを変更して、特定の位置の改変されたアミノ酸配列をコードするように変更される、そして次にタンパク質は改変されたDNAの翻訳を通じて発現することができる。したがって、タンパク質配列の位置の改変を検討して改変の効果を決定するたびに、新しいタンパク質をコードするＤＮＡを合成する必要があり、改変タンパク質を発現させる必要があり、及びその後改変タンパク質の特性をテストできる。改変タンパク質の特性を非改変タンパク質の特性と比較して、特定の位置でのアミノ酸の改変がタンパク質の特性に影響を与えるかどうかを判断できる。したがって、複数の異なるアミノ酸置換の複数の位置での置換を分析する場合、非改変タンパク質の特性に関して改変の効果を決定するために、数千ではないにせよ数百のタンパク質分子を発現させて試験する必要がある。

いくつかの従来の技術は、均衡なデータセットを分析することにより、タンパク質のアミノ酸配列に対する特定の置換の影響を予測しようと試みる場合がある。均衡なデータセットでは、特定の置換を有する発現される各タンパク質について、特定の置換を包含しない少なくとも１つ以上の追加のタンパク質が発現される。均衡データセットを利用して、アミノ酸配列の改変がタンパク質の特定の特性に統計的に有意な影響を与えるかどうかを判断できる。均衡なデータセットを作成することにより、単一の位置での置換によって生じたいずれの変更は、直接置換に起因する可能性がある。ただし、多くの置換を評価する必要があり、均衡なデータセットを生成するために発現する必要があるタンパク質の数が比較的多い場合（数百以上のタンパク質など）、状況によっては、均衡の取れたデータセットを使用することが実際的でない場合がある。したがって、発現培地、ベクター、宿主細胞などのタンパク質を発現するために必要な材料の量は、法外な費用になる可能性がある。別の方法では、タンパク質への改変の数は少ないかもしれないが、このアプローチは、タンパク質の特性に影響を与えるアミノ酸配列改変を決定する可能性を制限する。

本明細書に記載されている技術は、不均衡なデータセットを利用して、改変タンパク質の収量を改善するため、及び/又はベースタンパク質に関連して改変タンパク質の安定性を改善するために改変できるベースタンパク質の残基を特定する。本明細書で使用される場合、「ベースタンパク質」は、実験室環境でヒト及び／又は機械によってタンパク質のＤＮＡ配列に加えられた改変によって生成される、そのアミノ酸配列にいかなる変化も受けていないタンパク質を指す。特定の実装では、ベースタンパク質のアミノ酸配列に関する改変を包含する一群のタンパク質を発現させることができる。すなわち、前記一群のタンパク質に含まれるタンパク質は、ベースタンパク質の同じ位置にあるアミノ酸に対して改変されている1つ以上の位置に配置されたアミノ酸を持つことができる。例えば、ベースタンパク質は特定の位置にアラニンを持つことができる一方、改変されたタンパク質は同じ位置にグアニンを持つことができる。特定のケースでは、改変されたタンパク質のアミノ酸配列は、ベースタンパク質のアミノ酸配列に対して複数の位置で異なり得る。ベースタンパク質に対する改変は、ベースタンパク質のＤＮＡ配列を改変すること、及び次いで改変ＤＮＡ配列を利用して改変タンパク質を発現させることにより行われる。

タンパク質のアミノ酸配列の特定の位置で置換を行うことの効果を決定するために、置換を有する第１のセットのタンパク質を発現させることができ、且つ置換を有しない第２のセットのタンパク質を発現させることができる。複数の置換を評価することができるように、タンパク質の第1のセットとタンパク質の第2のセットのアミノ酸配列の間に他の違いもあり得る。特定の置換が行われた各タンパク質について、置換が行われなかった1つ以上の追加のタンパク質を特定し、置換が行われた対応するタンパク質に関連付けることができる。特定の実施において、特定の置換を包含するタンパク質のアミノ酸配列は、特定の置換を有しないタンパク質のアミノ酸配列と複数の違いを有し得る。これらの状況では、
特定の置換を持つ個々のタンパク質は、特定の置換を有する個々のタンパク質のアミノ酸配列と特定の置換を有しないタンパク質のアミノ酸配列との間の差異の数を最小限にするような方法で、特定の置換を持たない1つ以上のタンパク質と結合できる。特定の状況では、置換を持たない複数のタンパク質を、置換を包含する単一のタンパク質に結合することができる。

特定の置換を有するタンパク質と、置換が行われなかった１つ又は複数のタンパク質との間で関連付けが行われた後、タンパク質の１つ以上の特性の値の間の差を決定することができる。特定の置換を持つ単一のタンパク質が置換を持たない複数のタンパク質と結合している実装では、置換されていない複数のタンパク質の特性の値の平均を求めるなどして、置換されていない複数のタンパク質の特性の値を単一の値に結合できる。これらの状況では、置換されていない複数のタンパク質の特性の単一の値を利用して、置換されている特性の値との差を決定できる。このようにして、本明細書に記載されている技術は、均衡なデータセットの欠如を補償することができる。したがって、本明細書で説明する技法を実装することにより、不均衡なデータセットを利用して、興味対象の置換がタンパク質の特性に影響を与えるかどうかを正確に判断できる。さらに、均衡なデータセットの代わりに不均衡なデータセットを利用することにより、多数の置換がタンパク質の特性に影響を与えるかどうかを判断するために、発現する必要があるタンパク質の数が削減される。発現されるタンパク質の数を減らすと、タンパク質の特性に影響を与えるアミノ酸配列への置換を特定するために使用されるリソースが少なくなる。

いくつかの場合において、分析されている特性は、タンパク質の安定性に関連している可能性がある。例えば、特定の置換を有するタンパク質が展開する温度と、置換を有しない１つ以上のタンパク質が展開する温度との間の差を決定することができる。別の例では、特定の置換を有するタンパク質のギブス自由エネルギーと、置換を有しない１つ以上のタンパク質との間の差を決定することができる。さらに、評価される特性は、置換を包含しないタンパク質と比較して、特定の置換を包含するタンパク質の収量の改善に関連している可能性がある。特定の置換を有するタンパク質と置換を有しないタンパク質の特性の値の間の差に少なくとも部分的に基づいて、置換が特定の特性に影響を与えるかどうかに関して決定を行うことができる。様々な実施において、特定の置換を有するタンパク質の特性の値と置換を有しないタンパク質の特性の値との間の差が統計的に有意であるかどうかを決定するために分析を行うことができる。アミノ酸配列の特定の位置への置換に基づくタンパク質の特定の物理的特性の変化を相関させることにより、より安定したタンパク質及び/又は高収量で生産できるタンパク質につながる可能性のある、ベースタンパク質への変更を行うことができる。いくつかの場合において、改変されたタンパク質は、いくつかの改善された特性を備えたベースタンパク質と同じ又は同様の機能を持つことができる。タンパク質の安定性が高まると、ベースタンパク質が生存できない条件下でも、タンパク質が生存し続ける可能性がある。したがって、改変タンパク質は、ベースタンパク質が存在できなかった条件下で輸送及び／又は保存することができる。これにより、ベースタンパク質よりも改変タンパク質を利用した治療を受けることができる対象の数を増やすことができる。一部の対象は、冷蔵が利用できない地域や、ベースタンパク質に適さない可能性がある気候の地域に居住している可能性があるためである。さらに、ベースタンパク質のアミノ酸配列の位置への置換を介してベースタンパク質の特定の物理的特性を改変することにより、ベースタンパク質に関して改変されたタンパク質の収量を増加させることができる。すなわち、改変タンパク質の物理的特性により、改変されたタンパク質の発現中にそれがより堅牢になり、同じ条件下でベースタンパク質より多くの改変されたタンパク質が生成される可能性がある。このようにして、タンパク質の製造コストを削減できる。

以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成し、例として特定の構成又は例を示す添付の図面を参照する。本明細書の図面は、一定の縮尺で描かれていない。同様の数字は、いくつかの図面（本明細書では「ＦＩＧ」又は「ＦＩＧＳ」と呼ばれる場合がある）全体にわたって同様の要素を表す。

図１は、ベースタンパク質の変異体であるタンパク質の特性に対するベースタンパク質のアミノ酸配列への置換の影響を決定するためのアーキテクチャ１００のいくつかの実装の図である。特に、アーキテクチャ１００は、ベースタンパク質１０２の特定の位置におけるアミノ酸の置換を識別すること、及び置換がベースタンパク質１０２の特性に関連して改変タンパク質の特定の物理的特性に影響を与えるかどうかを決定することを対象とする。ベースタンパク質１０２は、化学的に結合したアミノ酸の配列を含むことができる。いくつかの場合において、ベースタンパク質１０２を構成するアミノ酸は、ペプチド結合を介して互いに結合することができる。

ベースタンパク質１０２は、アミノ酸配列の異なる部分の間に形成される二次構造を有することができる。ベースタンパク質１０２の二次構造のいくつかの例は、αヘリックス又はβシートを包含し得る。ベースタンパク質１０２はまた、１つ以上のターン及び／又は１つ以上のループを包含し得る。さらに、ベースタンパク質１０２は、ベースタンパク質１０２の折り畳みによって生成される三次構造を有することができる。ベースタンパク質１０２の三次構造は、三次元構造であることができる。

ベースタンパク質１０２は、生物学的機能を有することができる。ベースタンパク質１０２の生物学的機能は、ベースタンパク質１０２のアミノ酸配列及び／又はベースタンパク質１０２の三次元構造に少なくとも部分的に基づくことができる。いくつかの特定の例では、ベースタンパク質１０２は酵素として機能することができる。酵素は、生物内で１つ以上の化学反応を引き起こす可能性がある。さまざまな状況で、酵素は生物内で生化学反応を起こすための触媒となり得る。特定のシナリオでは、酵素は別の分子に結合して化学反応を進行させることができる。さらに、酵素は分子に結合し、分子を改変して生成物を生成することができ、そこで、生成物は化学反応に参加することができる。酵素の機能に関する詳細情報は、
Ｍａｒｔｉｎｅｚ Ｃｕｅｓｔａ Ｓ， Ｒａｈｍａｎ ＳＡ， Ｆｕｒｎｈａｍ Ｎ， Ｔｈｏｒｎｔｏｎ ＪＭ． Ｔｈｅ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｎｚｙｍｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ． Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ． ２０１５；１０９（６）：１０８２−１０８６． ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｂｐｊ．２０１５．０４．０２０
にある。これは、参照により全体が本明細書に組み込まれる。

他の例では、ベースタンパク質１０２は抗体として機能することができる。抗体は、生物の免疫系による反応を引き起こす分子に結合することができる。抗体が結合する分子は、抗原を包含し得る。「抗体」という用語は最も広い意味で使用され、完全に組み立てられた抗体、モノクローナル抗体（ヒト、ヒト化又はキメラ抗体を包含する）、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体（例えば、二重特異性抗体）、及び抗原に結合できる抗体フラグメント（例えば、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆｖ、一本鎖抗体、ダイアボディ）を包含し、それらが所望の生物学的活性を示す限り、前述のものの相補性決定領域（ＣＤＲ）を含む。化学的に誘導体化された抗体を包含する、インタクトな分子及び／又はフラグメントの多量体又は凝集体が企図される。抗体フラグメントの例は、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＡ、及びＩｇＥ、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＡ１及びＩｇＡ２、又はいずれのアロタイプを包含する、いずれのアイソタイプクラス又はサブクラスの抗体を包含することができる。

抗体はＹ字型の構造を持つことができ、２つの重鎖と２つの軽鎖とを包含する。重鎖には軽鎖よりも多くのアミノ酸が含まれている。いくつかの場合において、重鎖はそれぞれ、ヒンジ領域に結合された第１の定常領域に結合された可変領域を包含することができる。次に、ヒンジ領域は、第２の定常領域に結合され、第２の定常領域は、いくつかの状況では、第３の定常領域に結合され得る。軽鎖はそれぞれ、定常領域及び可変領域を包含することができる。軽鎖の定常領域は、軽鎖のクラスを示すことができる。例えば、抗体の軽鎖は、哺乳動物のκクラス又はλクラスと関連している可能性がある。抗体に関する詳細情報は、Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ ＨＷ， Ｃａｖａｃｉｎｉ Ｌ． Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎｓ． Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｌｌｅｒｇｙ ａｎｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ． ２０１０；１２５（２ ０ ２）：Ｓ４１−Ｓ５２． ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｃｉ．２００９．０９．０４６
に記載されている。これは、参照により全体が本明細書に組み込まれる。

ベースタンパク質１０２は、１つ以上のベースタンパク質特性１０４を包含し得る。ベースタンパク質特性１０４は、ベースタンパク質１０２の物理的特性、ベースタンパク質１０２の化学的特性、又はそれらの組み合わせを包含し得る。ベースタンパク質特性１０４は、ベースタンパク質１０２の熱安定性、ベースタンパク質１０２の化学的安定性、ベースタンパク質１０２のｐＨ感度、又はそれらの組み合わせを示すことができる。特定の状況において、ベースタンパク質１０２の熱安定性は、ベースタンパク質１０２のギブス自由エネルギーの変化の測定によって示され得る。さらに、ベースタンパク質１０２の熱安定性は、ベースタンパク質１０２が展開する温度によって示され得る。ベースタンパク質１０２の化学的安定性は、ベースタンパク質１０２の特定の二次構造の形成によって示され得る。ベースタンパク質特性１０４は、ベースタンパク質１０２の特定の特性の測定に向けられた１つ以上のアッセイを利用することによって決定することができる。

１０６では、ベースタンパク質１０２の変異体を発現させることができ、改変されたタンパク質１０８を生成することができる。改変されたタンパク質１０８は、発現されることになるベースタンパク質１０２のバリエーションをコードするデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）配列を合成することによって発現され得る。例えば、ベースタンパク質１０２の特定の位置でアミノ酸を改変するために、ベースタンパク質１０２をコードするＤＮＡ配列は、特定の位置のアミノ酸をコードする領域で改変できる。これにより、ＤＮＡ領域がメッセンジャーリボ核酸（ｍＲＮＡ）に転写され、その後、改変タンパク質に翻訳されると、別のアミノ酸が発現される。改変タンパク質１０８をコードするＤＮＡは、発現培地に含まれる宿主に置くことができる。いくつかの状況では、発現培地は溶液を包含することができ、宿主は哺乳動物細胞又は細菌細胞などの細胞を包含することができる。改変タンパク質１０８をコードするＤＮＡは、ベクターを使用して宿主に付加することができる。ベクターは、改変タンパク質１０８のＤＮＡを挿入することができるプラスミド又は他のＤＮＡ配列を包含することができる。タンパク質が発現された後、精製技術を利用して、発現培地から改変タンパク質１０８を回収することができる。抗体などのタンパク質の発現技術については、Ｆｒｅｎｚｅｌ Ａ， Ｈｕｓｔ Ｍ， Ｓｃｈｉｒｒｍａｎｎ Ｔ． Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ． Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ． ２０１３；４：２１７． ｄｏｉ：１０．３３８９／ｆｉｍｍｕ．２０１３．００２１７で議論されている。これは、参照により全体が本明細書に組み込まれる。

図１の例示的な実装では、改変タンパク質１０８は、第１の置換１１２、第２の置換１１４、及び第３の置換１１６を有する第１の改変タンパク質１１０を包含することができる。加えて、改変タンパク質１０８は、第２の置換１１４及び第３の置換１１６を有する第２の改変タンパク質１１８を包含する。さらに、改変タンパク質１０８は、第１の置換１１２、第３の置換１１６、及び第４の置換１２２を有する第３の改変タンパク質１２０を包含する。前記置換１１２、１１４、１１６、１２２は、ベースタンパク質１０２の特定の位置でのアミノ酸の変化を表す。図１の例示的な例に示される、置換１１２、１１４、１１６、１２２を表す正方形は、縮尺通りではなく、ベースタンパク質１０２の複数の位置をカバーすることができる。しかしながら、置換１１２、１１４、１１６、１２２に対応する正方形は、単に例示を目的としたものであり、特定の置換１１２、１１４、１１６、１２２を示すことを意図している。

改変タンパク質１０８が発現された後、１２４で、改変タンパク質特性１２６の値を決定することができる。いくつかの実装形態では、改変タンパク質特性１２６の値は、ベースタンパク質特性１０４の値を決定するために利用されるものと同様の技術を使用して決定することができる。すなわち、ベースタンパク質１０２の特定の特性の値を決定するために利用されるアッセイは、特定の実装では、改変タンパク質特性１２６の値は、改変タンパク質１０８に関して１つ以上の分析技術を実行することによって得ることができる。

環境１００は、ベースタンパク質１０２に対応するデータに関して改変タンパク質１０８に対応するデータを分析するタンパク質分析システム１２８を包含する。タンパク質分析システム１２８は、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０によって実装することができる。１つ以上のコンピューティングデバイス１３０は、１つ以上のサーバーコンピューティングデバイス、１つ以上のデスクトップコンピューティングデバイス、１つ以上のラップトップコンピューティングデバイス、１つ以上のタブレットコンピューティングデバイス、１つ以上のモバイルコンピューティングデバイス、又はそれらの組み合わせを包含し得る。特定の実装形態では、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０の少なくとも一部は、分散コンピューティング環境で実装することができる。例えば、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０の少なくとも一部は、クラウドコンピューティングアーキテクチャで実装することができる。

いくつか場合には、タンパク質分析システム１２８は、ベースタンパク質１０２に対して行われた置換がベースタンパク質１０２の特定の特性に関して効果をもたらすかどうかを決定することができる。特定の実装において、ベースタンパク質１０２の１つ以上の特性の値に影響を与える、ベースタンパク質１０２のさまざまな位置でのアミノ酸の置換を識別するため、ベースタンパク質特性１０４の値に関して、改変されたタンパク質特性１２６の値を分析することができる。特定の状況では、タンパク質分析システム１２８は、ベースタンパク質１０２に対する改変タンパク質１０８の化学的安定性を改善する方法で、改変タンパク質１０８の特性に影響を与えるベースタンパク質１０２のアミノ酸配列への置換を特定することができる。タンパク質分析システム１２８はまた、ベースタンパク質１０２に対する改変タンパク質１０８の熱安定性を改善する方法で、改変タンパク質１０８の特性に影響を与えるベースタンパク質１０２のアミノ酸配列への置換を特定することができる。ベースタンパク質１０２に対する改変タンパク質１０８の化学的安定性及び／又は熱安定性を改善する置換を特定することにより、タンパク質分析システム１２８は、置換が行われなかった改変タンパク質１０８の収量に関して改善された収量を有する１つ以上の改変タンパク質１０８、及び／又は置換が匹敵する環境条件下で行われなかった改変タンパク質１０８よりも長期間生存可能である１つ以上の改変タンパク質１０８を特定することができる。置換を包含しかつ置換を包含しない改変タンパク質１０８の値に関して置換の影響を決定することにより、ベースタンパク質１０２の特性に対する置換の影響をタンパク質分析システム１２８によって決定することができる。

タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２が、候補置換１３２を包含する改変タンパク質１０８の特性の値及び候補置換１３２を包含しない改変タンパク質１０８の特性の値に影響を与えるかどうかを判断するため、改変タンパク質特性１２６の値及び１つ以上の候補置換１３２を利用することができる。特に、１３４で、タンパク質分析システム１２８は、改変されたタンパク質特性１２６の値及び１つ又は複数の候補置換１３２を利用して、初期データセット１３６を生成することができる。初期データセット１３６は、候補置換１３２が行われた改変タンパク質１０８の第１のグループ１３８と、候補置換１３２が行われていない改変タンパク質１０８の第２のグループ１４０とを包含することができる。初期データセット１３６はまた、第１のグループ１３８の特性の第１の値１４２及び第２のグループ１４０の特性の第２の値１４４を包含することができる。

タンパク質分析システム１２８は、改変タンパク質１０８のアミノ酸配列を分析すること、及び候補置換１３２を包含する改変タンパク質１０８のサブセット及び候補置換１３２を包含しない改変タンパク質１０８の別のサブセットを識別することにより、初期データセット１３６を生成することができる。他の実装態様では、タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２を有する改変タンパク質１０８の第１のグループ１３８及び候補置換１３２を包含しない改変タンパク質１０８の第２のグループ１４０を示すデータを取得することができる。さらに、タンパク質分析システム１２８は、第１の値１４２及び第２の値１４４を示すデータを取得することができる。特定の実装形態では、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８及び第２のグループ１４０を示すデータファイルを取得することができる。様々な実装において、データファイルはまた、第１の値１４２及び第２の値１４４を包含し得る。別の例では、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８、第２のグループ１４０、第１の値１４２、第２の値１４４、又はそれらの組み合わせに対応する１つ以上のユーザーインターフェースを介してデータを取得できる。

１４６で、タンパク質分析システム１２８は、初期データセット１３６から修正データセットを生成することができる。例えば、１４８で、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８からの各改変タンパク質を１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。図示すると、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８に含まれる個々の改変タンパク質に対応する、第２のグループ１４０に含まれる改変タンパク質の１つ以上を決定することができる。特定の実装態様では、タンパク質分析システム１２８は、第２のグループ１４０の改変タンパク質のアミノ酸配列に関して第１のグループ１３８の各改変タンパク質のアミノ酸配列を分析することにより、第１のグループ１３８の改変されたタンパク質に対応する第２のグループ１４０の１つ以上の改変されたタンパク質を識別することができる。特定の実装では、タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２を除いて、第１のグループ１３８の改変タンパク質と同じアミノ酸配列を有する第２のグループ１４０の改変タンパク質を同定することができる。したがって、候補置換１３２を持たない第２のグループ１４０の改変タンパク質及び候補置換１３２を持つ第１のグループ１３８の改変タンパク質のアミノ酸配列の間に単一の違いがある。これらの状況では、タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２を有しない第２のグループ１３８の改変タンパク質を、候補置換１３２を有する第１のグループ１３８の改変タンパク質と結合することができる。

特定の状況において、第２のグループの改変タンパク質１４０のアミノ酸配列と第１のグループ１３８の改変タンパク質の間の単一の違いは、タンパク質の全体的なアミノ酸配列の一部内の単一の差異を意味し得、２つのタンパク質のアミノ酸配列の残りは実質的に同一であり得る。例示的な例では、第１のグループ１３８からの改変タンパク質のアミノ酸配列と第２のグループ１４０の改変タンパク質との間の単一の違いは、重鎖の定常領域又は軽鎖の定常領域にあり得る一方、２つの改変タンパク質の重鎖及び軽鎖の可変領域など、残りのアミノ酸配列は実質的に同一である。同一性の程度は、各アミノ酸配列の一部、又はアミノ酸配列の全長に向けることができる。「実質的に同一」である２つ以上のアミノ酸配列又はアミノ酸配列の一部は、少なくとも５０％の同一性、好ましくは少なくとも７５％の同一性、より好ましくは少なくとも８５％の同一性、最も好ましくは少なくとも９５％、又は１００％の同一性を有し得る。

例示的な例では、候補置換１３２は第１の置換１１２であり得、タンパク質分析システム１２８は、第１の改変タンパク質１１０及び第３の改変タンパク質１２０を第１のグループ１３８に、且つ、第1の置換１１２及び第１の置換１１２を包含する第３の改変たんぱく質１２０及び第１の置換１１２を持たない第２の改変タンパク質１１８に基づいて、第２の改変タンパク質１１８を第２のグループ１４０に配置することができる。さらに、タンパク質分析システム１２８は、第１の改変タンパク質１１０を第２の改変タンパク質に結合することができる。なぜなら、第１の改変タンパク質１１０及び第２の改変タンパク質１１８は、第１の置換１１２を除いて、同じアミノ酸配列を有するからである。

様々な実装において、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８と第２のグループ１４０に含まれる改変タンパク質１０８のアミノ酸配列の間に複数の違いがあることを決定することができる。これらのシナリオでは、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の個々の改変されたタンパク質のアミノ酸配列と第２のグループ１４０の改変されたタンパク質のアミノ酸配列との間の差異を最小にする方法で、候補置換１３２を有する第１のグループ１３８の改変タンパク質を、候補置換１３２を有しない第２のグループ１４０の１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。例えば、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の個々の改変されたタンパク質のアミノ酸配列と、第２のグループ１４０の１つ以上の改変タンパク質との間の最小数の差異を決定することができる。例示すると、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の個々の改変タンパク質と第２のグループ１４０の少なくとも１つの改変タンパク質のアミノ酸配列の間に２つの違いがあると決定することができる。これらの状況では、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の個々の改変タンパク質を第２のグループ１４０の少なくとも１つの改変タンパク質と結合することができる。特定のシナリオでは、第１のグループ１３８の個々の改変タンパク質は、第２のグループ１４０の複数の改変タンパク質と結合することができる。特定の例では、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の改変されたタンパク質と第２のグループ１４０の２つの改変されたタンパク質のアミノ酸配列間の差の最小数が２であることを決定することができる。及び結果として、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の個々の改変タンパク質を、第２のグループ１４０からの２つの改変タンパク質と結合することができる。

特定の実装態様では、タンパク質分析システム１１４は、第２のグループ１４０の改変タンパク質が第１のグループ１３８の複数の改変タンパク質との最小数の差異を有することを決定できる。例えば、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の第１の改変タンパク質と第２のグループ１４０の改変タンパク質との間の最小数の差が２であること、及び第１のグループ１３８の第２の改変タンパク質と第２のグループ１４０の改変タンパク質との間の差の最小数が３であることを決定することができる。次に、タンパク質分析システム１２８は、第２のグループ１４０の改変タンパク質を第１のグループ１３８の第１の改変タンパク質及び第１のグループ１３８の第２の改変タンパク質に結合することができる。いくつかの実装態様では、第２のグループ１４０の他の改変タンパク質はまた、第１のグループ１３８の第１の改変タンパク質及び第２のグループ１４０の第２の改変タンパク質と結合することができる。

タンパク質分析システム１２８が、１５０で、第１のグループ１３８の各改変タンパク質を第２のグループ１４０の１つ以上の改変タンパク質と結合することにより改変データセットを生成した後、タンパク質分析システム１２８は、修正されたデータセットを分析することができる。修正されたデータセットを分析することは、１５２において、第１のグループ１３８の個々の改変タンパク質の特性の値と、第１のグループ１３８の個々のタンパク質に結合される第２のグループ１４０のそれぞれの改変タンパク質との間の差を決定することを包含し得る。第２のグループ１４０の単一の改変タンパク質が第１のグループ１３８の改変タンパク質と結合している状況では、タンパク質分析システム１２８は、改変されたタンパク質の１つ以上の特性の値の間の差を決定することができる。例示的な例では、第１の改変タンパク質１１０は、第２の改変タンパク質１１８と結合され得る。そして、タンパク質分析システム１２８は、第１の値１４２を解析して、第１の改変タンパク質１１０が展開する温度の値を識別し、且つ、第２の値１４４を解析して、第２の改変タンパク質１１８が展開する温度の値を識別することができる。次に、タンパク質分析システム１２８は、第１の改変タンパク質１１０が展開する温度と第２の改変タンパク質１１８が展開する温度との間の差を決定することができる。タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８と第２のグループ１４０から一緒に結合された改変タンパク質の各ペアについて、及び、第１の値１４２及び第２の値１４４に含まれる各特性について、特定の特性の値の間の差を決定するために進むことができる。

第２のグループ１４０の複数の改変タンパク質が第１のグループ１３８の単一のバリアント特性に結合されている状況では、第１のグループ１３８の改変されたタンパク質の特性の値と、結合されている第２のグループ１４０の改変されたタンパク質の特性の値との間の差を見出す前に、第２のグループ１４０の改変タンパク質の値を組み合わせることができる。いくつかの実装形態では、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の改変されたタンパク質と結合している第２のグループ１４０の改変されたタンパク質の第２の値１４４の平均を決定することができる。次に、タンパク質分析システム１２８は、第２のグループ１４０の改変されたタンパク質の特性の値の平均と第１のグループ１４０の改変されたタンパク質の特性の値との間の差を決定することができる。他の状況では、タンパク質分析システム１２８は、第１のグループ１３８の改変されたタンパク質と結合している第２のグループ１４０の改変されたタンパク質の特性の値の中央値を決定することができる。次に、タンパク質分析システム１２８は、第２のグループ１４０の改変されたタンパク質の特性の値の中央値と第１のグループ１３８の改変されたタンパク質の特性の値の間の差を決定することができる。

タンパク質分析システム１２８によって生成された修正されたデータセットは、初期データセット１３６の修正されたバージョンに対応することができる。すなわち、第１のグループ１３８の個々の改変されたタンパク質と結合される第２のグループ１４０からの単一の改変されたタンパク質がない状況があるので、タンパク質分析システム１２８は、第２のグループ１４０の複数の改変タンパク質の特性の値の組み合わせに対応する特定の特性の値を有する代替改変タンパク質を生成する。このようにして、タンパク質分析システム１２８は、不均衡データセットの分析の影響を最小限に抑えながら、均衡なデータセットと同様の方法で分析できる修正データセットを作成することにより、不均衡データセットを分析できる。

修正されたデータセットの分析はまた、１５４において、改変されたタンパク質１０８の特性に対する候補置換１３２の１つ以上の効果を決定することを包含し得る。いくつかの例において、タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２によって影響を受ける改変タンパク質１０８の特定の特性を決定することができる。特定の実装態様では、タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２が行われた改変タンパク質１０８の１つ以上の特性の値と候補置換１３２が行われた改変タンパク質１０８の１つ以上の特性の値との差に基づき、候補置換１３２が改変タンパク質１０８の１つ以上の特性に影響を与えることを決定することができる。例示すると、タンパク質分析システム１２８は、第２のグループ１４０のタンパク質と結合された第１のグループ１３８のタンパク質については、結合された改変タンパク質の特性の値の間の差を分析して、値の差の間に統計的有意性があるかどうかを判定することができる。結合された第１のグループ１３８と第２のグループ１４０の改変タンパク質の特性の値の間に統計的に有意な差がある状況では、タンパク質分析システム１２８は、候補置換１３２が特性の値に影響を与えると決定することができる。

様々な実装において、提案された置換１１８が影響を与える１つ以上の特性は、改変タンパク質１０８の産生に影響を及ぼし得る、及び／又は改変タンパク質１０８の安定性に影響を及ぼし得る。例えば、タンパク質分析システム１２８は、改変タンパク質１０８の収量を増加させる改変タンパク質１０８の１つ又は複数の特性を特定することができる。別の例では、タンパク質分析システム１２８は、比較的高い温度での改変タンパク質の安定性を改善する改変タンパク質１０８の１つ以上の特性を特定することができる。すなわち、タンパク質分析システム１２８は、改変タンパク質１０８の少なくとも一部が展開する温度を上昇させる改変タンパク質１０８の１つ以上の特性を特定することができる。追加の例では、タンパク質分析システム１２８は、改変タンパク質１０８の少なくとも一部が可溶性であるｐＨを低下させる改変タンパク質１０８の１つ以上の特性を特定することができる。これらの状況では、タンパク質分析システム１３８は、候補置換１３２によって影響を受ける改変タンパク質１０８の特性を決定することができ、そして次に、候補置換１３２によって影響を受ける特定の特性に基づいて、改変タンパク質１０８の収量及び／又は安定性に対する候補置換１３２の影響を特定することができる。

図２は、ベースタンパク質のアミノ酸配列に候補置換を有する改変タンパク質を、候補置換を包含しない単一の改変タンパク質と結合させるための技術のいくつかの実装を示す。特に、図２に関して説明した手法の実装を利用して、関心のある置換の影響を決定するために、関心のある置換のない改変タンパク質を特定して、関心のある置換を持つ個々の改変タンパク質と結合することができます。改変タンパク質の特定の特性について。

特に、改変タンパク質の第１のグループ２０２は、ベースタンパク質２０４の配列に関して特定の位置で特定のアミノ酸の候補置換を有することができる。さらに、改変タンパク質の第２のグループ２０６は、候補置換を有しないタンパク質を包含することができる。第２のグループの改変タンパク質２０６は候補置換を有しないが、第２のグループの改変タンパク質２０６は他の置換を有することができる。一例では、ベースタンパク質２０４は抗体であり得、改変タンパク質２０２の第１のグループに含まれる改変タンパク質は、セリンがロイシンに変化する重鎖の定常領域の３５位で置換を有し得る。

図２の例示的な例では、改変タンパク質２０２の第１のグループからの第１の改変タンパク質２０８は、第１の改変タンパク質２０８の様々な位置に配置された四角で示される置換の少なくとも一部で、ベースタンパク質２０４に対して複数の置換を包含することができる。例えば、第１の改変タンパク質２０８は、第１の置換２１０、第２の置換２１２、及び第３の置換２１４を有することができる。さらに、図２の例示的な例は、興味対象の置換を有しない改変タンパク質２０６の第２のグループに含まれる第２の改変タンパク質２１６、第３の改変タンパク質２１８、及び第４の改変タンパク質２２０を包含する。第２の改変タンパク質２１８はまた、第２の置換２１２及び第３の置換２１４を有することができるが、第１の置換２０８を有しない。これらの状況において、第１の置換２０８は、興味対象の置換が改変タンパク質の特性に及ぼす影響を特定するために評価されている興味対象の置換であり得る。さらに、第３の改変タンパク質２１８は、第２の置換２１２及び第４の置換２２２を有するが、第１の置換２１０及び第３の置換２１４を包含しない。さらに、第４の改変タンパク質２２０は、第３の置換２１２、第４の置換２２２、及び第５の置換２２４を包含するが、第１の置換２１０及び第２の置換２１２を包含しない。

図２の例示的な例に示される、置換２１０、２１２、２１４、２２２、２２４を表す正方形は、縮尺通りではなく、ベースタンパク質２０４の複数の位置をカバーすることができる。しかしながら、置換２１０、２１２、２１４、２２２、２２４に対応する正方形は、単に例示を目的としたものであり、特定の置換２１０、２１２、２１４、２２２、２２４を示すことを意図している。

興味対象の置換が改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを決定するには、第１のグループ２０２に含まれる各改変タンパク質は、第２のグループ２０６に含まれる１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。第１のグループ２０２からのタンパク質は、第１のグループ２０２の改変タンパク質のアミノ酸配列と第２のグループ２０６の改変タンパク質のアミノ酸配列との間のいくつかの差異に少なくとも部分的に基づき、第２のグループ２０６の１つ以上のタンパク質と結合することができる。特定の実装では、第１のグループ２０２の個々の改変タンパク質のアミノ酸配列は、第２のグループ２０６の個々の改変タンパク質のアミノ酸配列の少なくとも一部と比較することができる。第１のグループ２０２の各改変タンパク質は、第１のグループ２０２のそれぞれの改変タンパク質のアミノ酸配列と第２のグループの１つ以上の改変タンパク質のアミノ酸配列との間に最小数の差異を有する、第２のグループ２０６の１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。


それぞれのアミノ酸配列間の差異の数が最小である第２のグループ２０６の１つ又は複数の改変タンパク質と結合することができる第１のグループ２０２の改変されたタンパク質及び第２のグループ２０６の改変されたタンパク質の１つ又は複数のアミノ酸配列。

図２の例示的な例では、第１の改変タンパク質２０８のアミノ酸配列を、第２の改変タンパク質２１６、第３の改変タンパク質２１８、及び第４の改変タンパク質２２０のアミノ酸配列と比較することができる。第１の改変タンパク質２０８のアミノ酸配列と改変タンパク質２１６、２１８、２２０のアミノ酸配列との比較は、第１の改変タンパク質２０８のアミノ酸配列と第２の改変タンパク質２１６のアミノ酸配列との間に１つの違いがあること、第１の改変タンパク質２０８のアミノ酸配列と第３の改変タンパク質２１８のアミノ酸配列の間に２つの違いがあること、及び第１の改変タンパク質２０８のアミノ酸配列と第４の改変タンパク質２２０のアミノ酸配列の間に３つの違いがあること、を決定することができる。これらの状況では、第３の改変タンパク質２１８及び第４の改変タンパク質２２０のアミノ酸配列に関して、第１の改変タンパク質２０８のアミノ酸配列との最小数の差異を有する第２の改変タンパク質２１６のアミノ酸配列に少なくとも部分的に基づいて、第１の改変タンパク質２０８は、第２の改変タンパク質２１６と結合することができる。同様に、第１のグループ２０２の他の改変タンパク質は、第２のグループ２０４の１つ以上の改変タンパク質と結合して、結合改変タンパク質のデータセット２２６を生成することができる。図２の例示的な例は、第１の改変タンパク質２０８及び第２の改変タンパク質２１６を包含するカップリング２２８を示す。データセット２２６に含まれる改変されたタンパク質カップリングの特性の値を分析して、興味対象の置換が、第２のグループ２０６に含まれる改変タンパク質の特性に関して、第１のグループ２０２に含まれる改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを判断することができる。

図３は、ベースタンパク質のアミノ酸配列に候補置換を有する改変タンパク質を、候補置換を包含しない複数の改変タンパク質と結合させるための技術のいくつかの実装を示す。図３の例示的例に含まれる特徴は、図２の例示的例に含まれる特徴とは異なる。ここで、図３の例示的な例に含まれる特徴は、一対の改変タンパク質のカップリングに対応し、特定の位置での置換は、一対の改変タンパク質のアミノ酸配列間の単一の差異を表すことができる一方、図３の例示的な例に含まれる特徴は、興味対象の置換を有する単一の改変タンパク質を、置換を有しない複数の改変タンパク質に結合することに対応する。これらの状況では、興味対象の置換を有する単一の改変タンパク質の配列と複数の改変タンパク質との間の異なる位置に複数の違いがあり得る。

特に、図３の例示的な例は、ベースタンパク質３０４の配列に関して特定の位置で特定のアミノ酸の置換を有するタンパク質を持つ改変タンパク質３０２の第１のグループを包含する。図３の例示的な例は、興味対象の置換を包含しないタンパク質を持つ改変タンパク質の第２のグループ３０６も包含する。一例では、ベースタンパク質３０４は抗体であり得、且つ改変タンパク質は、チロシンがヒスチジンに変化する軽鎖の定常領域の７２位で置換を有し得る。改変タンパク質の第２のグループ３０６に含まれる改変タンパク質は、他の置換を包含することができるが、評価されている特定の置換を包含しなくてもよい。

図３の例示的な例において、改変タンパク質３０２の第１のグループからの第１の改変タンパク質３０８は、第１の改変タンパク質の様々な位置に配置された四角で示される置換の少なくとも一部で、ベースタンパク質３０４に関して複数の置換を包含し得る。例えば、第１の改変されたタンパク質３０８は、第１の置換３１０、第２の置換３１２、及び第３の置換３１４を有することができる。図３の例示的な例はまた、第２の改変タンパク質３１６、第３の改変タンパク質３１８、及び第４の改変タンパク質３２０を包含し得る。改変タンパク質３１６、３１８、３２０は、興味対象の置換を持たない改変タンパク質３０６の第２のグループに含めることができる。第２の改変タンパク質３１６はまた、第２の置換３１２及び第４の置換３２２を有することができるが、第１の置換３１０を有しない。これらの状況では、第１の置換３１０は、興味対象の置換が改変タンパク質の特性に及ぼす影響を特定するために評価されている興味対象の置換であり得る。さらに、第３の改変タンパク質３１８は、第３の置換３１４及び第５の置換３２４を有するが、第１の置換３１０及び第２の置換３１２を包含しない。さらに、第４の改変タンパク質３１８は、第４の置換３２２、第５の置換３２４、及び第６の置換３２６を包含するが、第１の置換３１０、第２の置換３１２、又は第３の置換３１４を包含しない。

置換３１０、３１２、３１４、３２２、３２４、３２６は、ベースタンパク質３０４の特定の位置でのアミノ酸の変化を表す。置換３１０、３１２、３１４、３２２、３２４、３２６を表す図３の例示的な例に示されている正方形は、縮尺通りではなく、ベースタンパク質２０４の複数の位置をカバーしている場合がある。しかしながら、置換３１０、３１２、３１４、３２２、３２４、３２６に対応する正方形は、単に例示を目的としたものであり、特定の置換３１０、３１２、３１４、３２２、３２４、３２６を示すことを意図している。

興味対象の置換が改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを判断するには、第１のグループ３０２に含まれる各改変タンパク質は、第２のグループ３０６に含まれる１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。第１のグループ３０２からのタンパク質は、第１のグループの改変タンパク質３０２のアミノ酸配列と第２のグループの改変タンパク質３０６のアミノ酸配列との間のいくつかの相違に少なくとも部分的に基づいて、第２のグループ３０６の１つ以上のタンパク質と結合することができる。特定の実装において、第１のグループ３０２の個々の改変タンパク質のアミノ酸配列は、第２のグループ３０６の個々の改変タンパク質のアミノ酸配列の少なくとも一部と比較することができる。第１のグループ３０２の各改変タンパク質は、第１のグループ３０２のそれぞれの改変タンパク質のアミノ酸配列と第２のグループ３０６の改変タンパク質の１つ以上のアミノ酸配列との間に最小数の差異を有する、第２のグループ３０６の１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。

図３の例示的な例では、第１の改変タンパク質３０８のアミノ酸配列を、第２の改変タンパク質３１６、第３の改変タンパク質３１８、及び第４の改変タンパク質３２０のアミノ酸配列と比較することができる。第１の改変されたタンパク質３０８のアミノ酸配列と改変されたタンパク質３１６、３１８、３２０のアミノ酸配列との間の比較は、第１の改変タンパク質３０８のアミノ酸配列と、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８のアミノ酸配列との間に２つの違いがあること、及び第1改変タンパク質308のアミノ酸配列と第4改変タンパク質320のアミノ酸配列との間に3つの違いがあることを決定することができる。これらの状況では、第１の改変タンパク質３０８は、最低限の数の差異を有する第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８のアミノ酸配列に少なくとも部分的に基づいて、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８と結合することができる。同様に、第１のグループ３０２の他の改変タンパク質は、第２のグループ３０６の１つ以上の改変タンパク質と結合して、結合改変タンパク質のデータセット３２６を生成することができる。データセット３２６に含まれる改変タンパク質カップリングの特性の値を分析して、興味対象の置換が、第２のグループ３０４に含まれる改変タンパク質の特性に関して、第１のグループ３０２に含まれる改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを決定することができる。

図３の例示的な例は、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８と結合された第１の改変タンパク質３０８を包含するカップリング３２８を示す。データセット３２６に含まれる改変タンパク質カップリングの特性の値を分析して決定することができる。データセット３２６に含まれる改変されたタンパク質カップリングの特性の値を分析して、興味対象の置換が、第２のグループ３０６に含まれる改変タンパク質の特性に関して、第１のグループ３０２に含まれる改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを判断することができる。

第２のグループ３０６の複数の改変タンパク質、すなわち第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８は、図３の例示的な例では、第１のグループ３０２の単一のタンパク質、すなわち第１の改変タンパク質３０８と結合しているので、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８の特性の値は、改変されたタンパク質の特性に対する候補置換の効果を分析するために改変され得る。例えば、第１の改変タンパク質３０８の特性の値に関して第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８の特性の値を分析する前に、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８の特性の少なくとも一部の値を組み合わせることができる。例示すると、第１の改変タンパク質３０８の特定の特性の値に関して、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８の特定の特性の値を分析する前に、第２の改変タンパク質３１６及び第３の改変タンパク質３１８の特定の特性の値の平均を決定することができる。

図４Ａ及び４Ｂは、候補置換を持たない改変タンパク質の特性の値に関して、ベースタンパク質のアミノ酸配列への候補置換をもつ改変タンパク質の特性の値の間の違いを分析する、技法のいくつかの実装を示している。図４は、第１の特性の値を表すｘ軸４０４及び第２の特性の値を表すｙ軸４０６を有する第１のプロット４０２を包含する。第１の特性及び第２の特性は、タンパク質の特性に対応し得る。例えば、第１の特性及び第２の特性は、タンパク質のギブス自由エネルギー、タンパク質が展開する温度、タンパク質が不溶性になるｐＨなどを包含し得る。第１のプロット４０２は、多数のタンパク質について、第１の特性の値及び第２の特性の値を示す。特に、第１のプロット４０２は、候補置換を包含するように改変されたいくつかのタンパク質、及び候補置換を包含しないいくつかのタンパク質について、第１の特性の値及び第２の特性の値を示す。図４の例示的な例では、候補置換を包含しないタンパク質についての第１の特性の値及び第２の特性の値は、４０８、４１０、４１２、及び４１４の円によって表される。さらに、興味対象の置換を包含するタンパク質の第１の特性の値と第２の特性の値は、４１６、４１８、及び４２０の三角形で表される。

特定の実装では、候補置換が第1の特性及び/又は第2の特性に影響を与えるかどうかを判断するために、興味対象の置換を包含するタンパク質について、及び興味対象の置換を包含しないタンパク質についての第1の特性と第2の特性の値を分析できる。いくつかの場合において、候補置換を包含するタンパク質と候補置換を包含しないタンパク質についての第1特性の値と第2特性の値の分析は、興味対象の置換を有する各タンパク質を、興味対象の置換を有しない１つ以上のタンパク質と結合することを包含し得る。特定の実装では、候補置換を包含するタンパク質は、候補置換を包含するタンパク質と候補置換を包含しないタンパク質のアミノ酸配列を比較することにより、候補置換を持たない１つ以上のタンパク質と結合できる。候補置換を持たないタンパク質は、候補置換を持つタンパク質のアミノ酸配列で、候補置換を持たず、且つ最小数の違いを持つアミノ酸配列を持つ1つ以上のタンパク質を識別することに基づき、候補置換を包含しない1つ以上のタンパク質と結合できる。

図４Aの第１のプロット４０２では、三角形４１８によって表される候補置換を有するタンパク質は、円４１０によって表される候補置換を包含しない興味対象のタンパク質と結合される。さらに、三角形４２０によって表される候補置換を有するタンパク質は、円４０８によって表される候補置換を包含しない興味対象のタンパク質と結合される。さらに、三角形４１６によって表される候補置換を有するタンパク質は、候補置換を有しない単一のタンパク質と結合されない。図４の例示的な例では、三角形４２０によって表されるタンパク質は、円４１２及び４１４によって表されるタンパク質と結合される。この状況では、候補置換が第１の特性及び／又は第２の特性に影響を与えるかどうかを判断する分析を容易にするため、円４１２及び４１４によって表されるタンパク質についての第１の特性の値及び第２の特性の値は、円４２２によって示される値を生成するために組み合わされる。特定の実装では、円４１２及び円４１４によって表される第１の特性の値及び第２の特性の値は、円４１２及び４１４によって表される値の平均を決定することによって組み合わせることができる。したがって、図４Ａの例示的な例では、三角形４１６によって表されるタンパク質は、円４１２及び４１４によって表されるタンパク質についての第１の特性の値と第２の特性の値の組み合わせを表す円４２２に結合されているものとして示されている。第１のプロット４０２では、タンパク質間の結合は、それぞれの三角形と円の間の矢印によって示されている。

第１のプロット４０２に含まれるデータを分析した後、図４Ｂに示される第２のプロット４２４を生成することができる。第２のプロット４２４は、候補置換が行われた各タンパク質と、候補置換が行われていない1つ以上のタンパク質との間の結合に基づいて、変更されたデータのセットを示すことができる。いくつかの実装形態では、第２のプロット４２４は、興味対象の候補置換を包含するタンパク質と候補置換を包含しないタンパク質について、第１の特性の値と第２の特性の値との間の差に基づいて、第１のプロット４０２に示される初期データセットの正規化バージョンを示すことができる。図４Ｂの例示的な例では、第２のプロット４２４は、第１のプロット４０２に示されている初期データセットの円４０８、４１０、４１２、４１４で示されているタンパク質について、第１の特性の値の変更されたバージョン及び第２の特性の変更された値を表す円４２６、４２８、４３０、及び４３２を包含する。さらに、第２のプロット４２４は、第１のプロット４０２に示されている初期データセットの三角形４１６、４１８、４２０で示されているタンパク質について、第１の特性の修正された値及び第２の特性の修正された値を表す三角形４３４、４３６、４３８も包含する。

特定の実装形態では、第１の特性の値及び／又は第２の特性の値に対する候補置換の影響は、第２のプロット４２４に含まれるデータの分析に基づいて決定することができる。例えば、第２の特性の値の第１の平均値４４０は、円４２６、４２８、４３０、４３２によって表される第２の特性の値に基づいて決定することができる。さらに、第２の特性の値の第２の平均値４４２は、三角形４３４、４３６、４３８によって表される第２の特性の値に基づいて決定することができる。さらに、第１の平均値４４０と第２の平均値４４２との間の差４４４を決定することができる。差４４４が統計的に有意であるかどうかを決定するために、差４４４及び第２のプロット４２４に含まれるデータに基づいて計算テストを実行することができる。例示すると、差異分析又はｔ検定を実行して、差４４４が統計的に有意であるかどうかを判定することができる。差４４４が統計的に有意である状況では、候補置換が、第１のプロット４０２の円４０８、４１０、４１２、４１４及び三角形４１６、４１８、４２０によって表されるタンパク質に関して、第２の特性４０６の値に影響を与えるという決定を行うことができる。

差４４４が統計的に有意である特定の状況では、差４４４が、円４０８、４１０、４１２、４１４によって表されるタンパク質に対して、三角形４１６、４１８、４２０によって表されるタンパク質の収量及び／又は安定性を改善するかどうかに関して決定を行うことができる。差４４４が三角形４１６、４１８、４２０によって表されるタンパク質の収量及び／又は安定性を改善するかどうかは、差４４４が決定されている特性に依存し得る。例えば、差４４４が、円４０８、４１０、４１２、４１４によって表されるタンパク質が展開する温度が、円４１６、４１８、４２０によって表されるタンパク質が展開する温度よりも高いことを示す状況では、次に、差４４４は、候補置換が、円４１６、４１８、４２０によって表されるタンパク質の収量及び／又は安定性に有害であり得ることを示し得る。別の例では、差４４４が、円４１６、４１８、４２０によって表されるタンパク質が安定であるｐＨが、円４０８、４１０、４１２、４１４によって表されるタンパク質に対して低下することを示す状況では、その場合、差４４４は、興味対象の置換が三角形４１６、４１８、４２０で表されるタンパク質の収量及び／又は安定性を改善できることを示すことができる。

図５は、タンパク質のアミノ酸配列への改変に基づいてタンパク質の特性への影響を決定するためのシステム５００のいくつかの実装を示す。システム５００は、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０によって実装できるタンパク質分析システム１２８を包含する。いくつかの実装形態では、１つ以上の第１のコンピューティングデバイス１３０は、タンパク質分析システム１２８のユーザなどのタンパク質分析システム１２８を実装するエンティティに代わって１つ以上の第１のコンピューティングデバイス１３０を操作するクラウドコンピューティングアーキテクチャに含めることができる。これらのシナリオでは、クラウドコンピューティングアーキテクチャは、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０を使用して、タンパク質分析システム１２８を実装するエンティティに代わって１つ以上の仮想マシンインスタンスをインスタンス化できる。クラウドコンピューティングアーキテクチャは、タンパク質分析システム１２８を実装するエンティティから離れた場所に配置できる。追加の実装では、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０は、タンパク質分析システム１２８を実装するエンティティの直接制御下にあり得る。例えば、タンパク質分析システム１２８を実装するエンティティは、改変されたタンパク質のアミノ酸配列の置換を分析して、改変されたタンパク質の特性に影響を与える置換を識別することに関連する操作を実行する、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０を維持することができる。様々な実装では、１つ以上のコンピューティングデバイス１３０は、１つ以上のサーバーコンピュータを包含することができる。

タンパク質分析システム１２８は、プロセッサ５０２などの１つ以上のプロセッサを包含することができる。１つ以上のプロセッサ５０２は、マイクロプロセッサなどの少なくとも１つのハードウェアプロセッサを包含することができる。いくつかの場合においては、１つ以上のプロセッサ５０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）、又はＣＰＵとＧＰＵの両方、又は他の処理装置を包含することができる。さらに、１つ以上のプロセッサ５０２は、プログラムモジュール、プログラムデータ、及び／又は１つ以上のオペレーティングシステムを格納することができるローカルメモリを包含することができる。

さらに、タンパク質分析システム１２８は、コンピュータ可読記憶媒体５０４などの１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を包含することができる。コンピュータ可読記憶媒体５０４は、コンピュータで読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、その他のデータなど、情報を保存するためのあらゆる種類のテクノロジで実装された、揮発性及び不揮発性メモリ及び／又は取り外し可能及び取り外し不能媒体を包含することができる。そのようなコンピュータ可読記憶媒体５０４は、必要な情報を保存するために使用でき、且つコンピューティングデバイスからアクセスできる、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリテクノロジー、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又はその他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、ソリッドステートストレージ、磁気ディスクストレージ、ＲＡＩＤストレージシステム、ストレージアレイ、ネットワーク接続されたストレージ、ストレージエリアネットワーク、クラウドストレージ、リムーバブルストレージメディア、又はいずれのその他のメディアを包含することができるが、これらに限定されない。タンパク質分析システム１１４の構成に応じて、コンピュータ可読記憶媒体５０４は、有形の（tangible）コンピュータ可読記憶媒体の一種とすることができ、且つ非一時的(non-transitory)記憶媒体とすることができる。

タンパク質分析システム１２８は、１つ以上のインターネット、ケーブルネットワーク、衛星ネットワーク、広域無線通信ネットワーク、有線ローカルエリアネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク、又は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）のうちの１つ以上などのネットワーク（図示せず）を介して他のコンピューティングデバイスと通信する１つ以上の通信インターフェース５０６を包含することができる。

コンピュータ可読記憶媒体５０４は、１つ以上のプロセッサ５０２によって実行可能ないずれの数の機能コンポーネントを格納するために使用することができる。多くの実装では、これらの機能コンポーネントは、１つ以上のプロセッサ５０２によって実行可能であり、且つ、実行されると、タンパク質分析システム１２８に起因する操作を実行するための操作ロジックを実装する、命令又はプログラムを含む。改変タンパク質のアミノ酸配列の置換を分析して改変タンパク質の特性に影響を与える置換を特定することに関連する様々な機能及び特徴を実装するために１つ以上のプロセッサ５０２で実行できるタンパク質解析システム１２８の機能コンポーネントは、本明細書に記載のように、タンパク質データ命令５０８、変更されたタンパク質グループ化命令５１０、変更されたタンパク質分析命令５１２、及び候補置換評価命令５１４を包含する。

１つ以上の第１のコンピューティングデバイス５０２は、１つ以上の入力／出力デバイス（図示せず）を包含することができる。１つ以上の入力／出力デバイスは、ディスプレイデバイス、キーボード、リモートコントローラ、マウス、プリンタ、オーディオ入力／出力デバイス、スピーカ、マイクロフォン、カメラなどを包含することができる。

タンパク質分析システム１２８はまた、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、１つ以上のハードディスク、ソリッドステートドライブ、光学メモリ（例えばＣＤ、ＤＶＤ）、又はその他の非一時的なメモリ技術を包含し得るが、これらに限定されない、データストア５１６を包含し得るか、又はそれに結合され得る。データストア５１６は、タンパク質分析システム１２８によって利用される情報を維持し、改変タンパク質のアミノ酸配列の置換の分析に関連する操作を行って、改変タンパク質の特性に影響を与える置換を識別することができる。例えば、データストア５１６は、タンパク質配列データ５１８及びタンパク質特性データ５２０を格納することができる。タンパク質配列データ５１８は、タンパク質分析システム１２８によって分析されているベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体のアミノ酸配列を包含することができる。いくつかの場合においては、タンパク質配列データ５１８は、ベースタンパク質の配列に対して置換が行われる改変タンパク質の位置を示すことができる。

図５の例示的な例では、タンパク質配列データ５１８は、例示的なベースタンパク質５２２などの１つ又は複数のベースタンパク質のアミノ酸配列を包含する。また、図５の例示的な例では、タンパク質配列データ５１８は、改変タンパク質の第１のグループ５２４及び改変タンパク質の第２のグループ５２６のアミノ酸配列など、ベースタンパク質５２２の変異体のアミノ酸配列を包含する。改変タンパク質の第１のグループ５２４は、例示的な第１の改変タンパク質５２８などの興味対象となる置換を包含するベースタンパク質５２２の変異体であるいくつかのタンパク質を包含することができ、改変タンパク質の第２のグループ５２６は、例示的な第２の改変タンパク質５３０など、興味対象の置換を包含しないベースタンパク質５２２の変異体であるいくつかのタンパク質を包含することができる。興味対象の置換は、ベースタンパク質の特定の位置でのアミノ酸の候補置換であり得、ここで、候補置換は、改変タンパク質の特性に対する候補置換の効果を決定するために評価されている。

タンパク質特性データ５２０は、ベースタンパク質の特性の値及びベースタンパク質の変異体の特性の値を包含することができる。タンパク質特性データ５２０に含まれる特性は、タンパク質の化学的特性、タンパク質の物理的特性、又はそれらの組み合わせを包含し得る。いくつかの例では、タンパク質特性データ５２０は、タンパク質が展開する温度を包含し得る。別の例では、タンパク質特性データ５２０は、タンパク質についての溶解度情報を包含することができる。例示すると、タンパク質特性データ５２０は、所与のｐＨでの抗体の重鎖分子量のパーセンテージを包含することができる。タンパク質特性データ５２０はまた、総分子量、重鎖分子量、軽鎖分子量、総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージ、総分子量に対する軽鎖分子量のパーセンテージ、又はそれらの組み合わせなどの、タンパク質の分子量に関連する追加の情報を包含することができる。タンパク質特性データ５２０はまた、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体のギブス自由エネルギーを包含し得る。さらに、タンパク質特性データ５２０は、ベースタンパク質の二次構造及びベースタンパク質の変異体の二次構造に関連付けることができる。例示すると、タンパク質特性データ５２０は、ベースタンパク質の二次構造及びベースタンパク質の変異体の位置を示すことができる。タンパク質特性データ５２０はまた、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体について二次構造が示され得る波長などの特定の二次構造の存在を示す分光測定及び特性（例えば、ピーク）を示し得る。

タンパク質データ命令５０８は、１つ以上のプロセッサ５０２によって実行可能であり、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体に関連するデータを取得及び格納することができる。いくつかの実装形態では、タンパク質データ命令５０８は、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体の配列データを取得することができる。タンパク質データ命令５０８を使用して得られた配列データは、タンパク質配列データ５１８としてデータストア５１６に格納することができる。タンパク質データ命令５０８は、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体の特性に関するデータを取得することもできる。特定の実装では、タンパク質データ命令５０８は、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体の物理的特性及び／又は化学的特性についての値を取得することができる。タンパク質データ命令５０８は、ベースタンパク質の特性及びベースタンパク質の変異体に関するデータを、タンパク質特性データ５２０として格納することができる。

様々な実装において、タンパク質データ命令５０８は、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体に対応するデータを取り込むための１つ以上のユーザーインターフェース要素を包含する１つ以上のユーザーインターフェースを生成することによりデータを取得できる。追加の実装では、タンパク質データ命令５０８は、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体に関連するデータをウェブサイトから取得することができる。さらなる実装では、タンパク質データ命令５０８は、１つ以上のデータ記憶装置から、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体に関連するデータを取得することができる。１つ以上のデータ記憶装置は、メモリスティック、フラッシュドライブ、又はサムドライブ(thumb drives)などの取り外し可能なデータ記憶装置を包含することができる。１つ以上のデータ記憶装置はまた、有線ローカルエリアネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク、無線広域ネットワーク、又はそれらの組み合わせなどの１つ以上のネットワークを介してタンパク質分析システム１２８に結合されたデータストアも包含することができる。

改変タンパク質グループ化命令５１０は、１つ以上の基準に従って改変タンパク質をグループ化するために１つ以上のプロセッサ５０２によって実行可能であり得る。特定の実装態様では、改変タンパク質グループ化命令５１０は、候補置換に従って改変タンパク質をグループ化することができる。候補置換は、ベースタンパク質のアミノ酸配列の改変に対応することができる。改変タンパク質グループ化命令５１０は、いくつかの改変タンパク質を、候補置換を有する改変タンパク質の第１のグループ及び候補置換を有しない改変タンパク質の第２のグループにグループ化することができる。特定の実装態様では、修正されたタンパク質グループ化命令５１０は、候補置換に従ってグループ化されるタンパク質のサブセットを識別することができる。例えば、修正されたタンパク質グループ化命令５１０は、ベースタンパク質５２２などのベースタンパク質を識別し、その後、ベースタンパク質のアミノ酸配列と改変タンパク質のアミノ酸配列との間の差異に少なくとも部分的に基づいてベースタンパク質の変異体を決定することができる。図５の例示的な例では、ベースタンパク質５２２の変異体は、第１のグループの改変タンパク質５２４及び第２のグループの改変タンパク質５２６を包含することができる。いくつかの場合においては、修正されたタンパク質グループ化命令５１０は、ベースタンパク質及びベースタンパク質の変異体のグループを示す入力を取得することができる。他の状況では、改変されたタンパク質グループ化命令５１０は、ベースタンパク質を示す入力を取得し、その後、ベースタンパク質のシーケンスを、タンパク質シーケンスデータ５１８に含まれる追加のタンパク質のシーケンスと比較することができる。特定の実装では、改変されたタンパク質グループ化命令５１０は、ベースタンパク質のアミノ酸配列に関して相同であるタンパク質のアミノ酸配列の閾値量に少なくとも部分的に基づいて、タンパク質がベースタンパク質の変異体であることを決定することができる。

改変タンパク質分析命令５１２は、改変タンパク質を分析するために１つ以上のプロセッサ５０２によって実行可能であり得る。いくつかの実装形態では、改変タンパク質分析命令５１２は、１つ以上の候補置換に関して改変タンパク質を分析することができる。１つ以上の候補置換は、ベースタンパク質に関してアミノ酸配列に差異を引き起こすタンパク質のアミノ酸配列に対して行われた置換を包含することができる。改変タンパク質の分析を行って、興味対象の１つ以上の置換が改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを決定できる。特定の実装では、改変タンパク質分析命令５１２は、１つ以上の候補置換が改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを決定するため、１つ以上の候補置換を包含しない改変タンパク質の特性の値に関して、１つ以上の候補置換を包含する改変タンパク質の特性の値を分析することができる。

特定の実装態様では、改変タンパク質分析命令５１２は、候補置換を包含する１つ以上の改変タンパク質に対応する候補置換を持たない１つ以上の改変タンパク質を識別することによって、改変タンパク質の分析を実行できる。特定の実装態様では、改変タンパク質分析命令５１２は、候補置換を包含する改変タンパク質を、候補置換を包含しない１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。次に、改変タンパク質分析命令５１２は、候補置換を有する第１のグループに含まれる改変タンパク質の特性の値を識別し、且つ、候補置換を包含しない第２のグループに含まれる改変タンパク質の特性の値を識別することができる。例示的な例では、改変タンパク質分析命令５１２は、第１の改変タンパク質５２８を第２の改変タンパク質５３０と結合することができる。タンパク質分析命令５１２は、次に、第１の改変タンパク質５２８の特性の値を識別し、且つ、第２の改変タンパク質５３０の特性の値に関して、第１の改変タンパク質５２８の特性の値を分析することができる。

候補置換を有しない改変タンパク質の特性の値に関して、候補置換を有さない改変タンパク質の特性の値に関して分析することは、候補置換を有する改変タンパク質の特性の値と候補置換を有する改変タンパク質の特性の値との間の差異を決定すること包含することができる。さらに、候補置換を有しない改変タンパク質の特性の値に関して候補置換を有する改変タンパク質の特性の値を分析することは、値の差に基づいて特性の値を正規化することを包含し得る。さらに、いくつかの実装形態では、候補置換を有しない改変タンパク質の特性の値に関して、候補置換を有する改変タンパク質の特性の値を分析することは、候補置換を有する改変タンパク質と結合した、候補置換を有しない改変タンパク質の特性の平均値を決定することを包含することができる。タンパク質分析命令５１２によって実行される分析は、ベースタンパク質に関して変更されたタンパク質の初期データセットとは異なるデータセットを生成することができる。例えば、改変されたデータセットは、候補置換を有する改変タンパク質と候補置換を包含しない１つ以上の改変タンパク質との間の結合を示し得る。また、候補置換のない複数の改変タンパク質が候補置換のある改変タンパク質と結合している状況では、修正データセットは、候補置換なしの複数の改変されたタンパク質の1つ以上の特性についての個々の値の組み合わされた値（例えば、平均値）を含むことができる。修正されたデータセットには、候補置換のない個々の変更されたタンパク質の特性の値が組み合わされたシナリオで、改変されたタンパク質の特性の正規化された値も含まれる。

候補置換評価命令５１４は、修正されたデータセットの追加の分析を実行することができる。例えば、候補置換評価命令５１４は、候補置換を有する改変タンパク質の特性の正規化された値の平均、及び候補置換を有しない改変タンパク質の特性の正規化された値の平均を決定することができる。候補置換評価命令５１４は、平均間の差を決定することができ、且つ、候補置換を包含する改変タンパク質の特性の正規化値の平均と候補置換を包含しない改変タンパク質の特性の正規化値の平均の間に統計的に有意な差があるかどうかを判断するため、１つ以上の統計技術を実装することができる。平均間に統計的に有意な差がある状況では、候補置換評価命令５１４は、候補置換が改変タンパク質の特性に影響を与えることを決定することができる。特定の実装形態では、候補置換が改変タンパク質の特性の値に影響を与えるという決定は、候補置換が改変タンパク質の１つ以上の特性の値に影響を与える閾値確率を示し得る。特定の実装において、閾値確率は、少なくとも７０％の確率、少なくとも８０％の確率、少なくとも９０％の確率、少なくとも９５％の確率、少なくとも９７％の確率、少なくとも９８％の確率、又は少なくとも９９％の確率であり得る。候補置換は、改変タンパク質の1つ以上の特性の値に影響を与える。

改変されたタンパク質の特性の値に対する候補置換の影響は、候補置換によって影響を受ける特定の特性に少なくとも部分的に基づくことができる。例えば、候補置換が改変タンパク質が展開する温度に影響を与えるシナリオでは、候補置換評価命令５１４は、候補置換が特定の温度で改変タンパク質の安定性に影響を与えると決定することができる。別の例では、候補置換が改変タンパク質の溶解度に影響を与える状況において、候補置換評価命令５１４は、候補置換が改変タンパク質の収量に影響を与えると決定することができる。

図６及び図７は、ベースタンパク質の特性に対するベースタンパク質のアミノ酸配列の置換の影響を決定する例示的なプロセスを示す。これらのプロセス（並びに本明細書で説明する各プロセス）は、論理フローグラフとして示され、その各動作は、少なくとも部分的に、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせで実装できる一連の動作を表す。ソフトウェアのコンテキストでは、操作は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、列挙された操作を実行する１つ以上のコンピュータ可読ストレージメディアに格納されたコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令には、特定の機能を実行するか、特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。動作が説明される順序は、限定として解釈されることを意図するものではなく、説明されるいずれの数の動作は、プロセスを実装するためにいずれの順序で及び／又は並列に組み合わせることができる。

図６は、タンパク質のアミノ酸配列の置換によって影響を受けるタンパク質の特性を識別するための第１の例示的なプロセス６００のフロー図である。６０２で、プロセス６００は、ベースタンパク質の配列に関して改変されている配列を有する多数の改変タンパク質を発現させることを包含する。いくつかの場合においては、ベースタンパク質に抗体を含めることができる。特定の実装において、タンパク質は、ウイルスと結合するように産生される抗体を包含し得る。様々な実装において、ベースタンパク質のアミノ酸配列への変化を特定することができ、ベースタンパク質のＤＮＡを改変して、改変されたアミノ酸配列が改変されたＤＮＡから発現されるようにすることができる。特定の実装形態では、ベースタンパク質のアミノ酸配列の変化を特定でき、そして、ベースタンパク質のＤＮＡは、改変されたアミノ酸配列が改変されたＤＮＡから発現されるように改変され得る。特定の実装では、ベースタンパク質のアミノ酸配列への改変は、ベースタンパク質のアミノ酸配列への置換がベースタンパク質の特性及び／又は改変タンパク質の特性に影響を与えるかどうかを決定するための実験計画の一部であり得る。

６０４で、プロセス６００は、改変タンパク質の特性の値を決定することを包含する。改変されたタンパク質が発現された後、改変されたタンパク質の特性の値は、発現されたタンパク質に関して分析技術を実施することによって決定され得る。分析技術は、いくつかの場合において、１つ以上のアッセイを使用して実行できる。さらに、６０６で、プロセス６００は、ベースタンパク質に対して行われたいくつかの置換の中から、改変されたタンパク質のアミノ酸配列に含まれる候補置換を決定することを包含する。特定の実装態様では、候補置換は、１つ以上のユーザーインターフェース要素を介して、図１及び図５のタンパク質分析システム１２８などのアミノ酸配列の置換の効果を分析するシステムによって得ることができる。いくつかの実装態様では、候補置換は、ベースタンパク質に加えられた改変を決定するために利用される実験計画から特定することができる。

６０８において、プロセス６００は、候補置換を包含する改変タンパク質の第１のグループ及び候補置換を包含しない改変タンパク質の第２のグループを決定することを包含する。特定の実装態様では、改変タンパク質の第１のグループ及び改変タンパク質の第２のグループは、候補タンパク質の置換に関して、改変タンパク質の少なくとも一部のアミノ酸配列をベースタンパク質のアミノ酸配列と比較することによって決定できる。他の実装態様では、改変タンパク質の第１のグループ及び改変タンパク質の第２のグループは、タンパク質分析システムに提供される、又は１つ以上のユーザーインターフェース要素を介して指定されるデータファイルで識別できる

６１０において、プロセス６００は、改変タンパク質の第２のグループの特性の値に関して、改変タンパク質の第１のグループの特性の値を分析することを包含する。例えば、第１のグループの改変タンパク質の特性の値と第２のグループの改変タンパク質の特性の値との間の差を決定することができる。いくつかの実装形態では、第１のグループの個々の改変タンパク質は、分析を実行するために第２のグループの１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。例示すると、第１のグループの改変タンパク質は、第１のグループの改変タンパク質のアミノ酸配列と１つ以上の改変タンパク質のアミノ酸配列の間に最小限の数の違いがある第２のグループの１つ以上の改変タンパク質と結合することができる。結合された改変タンパク質のみの特性の値の差を決定することにより、第１のグループと第２のグループの特性の値を分析するために使用される処理リソースとメモリリソースが最小化される。第1のグループのすべての改変タンパク質の特性の値は、第2のグループのすべての改変タンパク質の特性の値に関して分析されないためである。代わりに、第１のグループの各改変タンパク質の特性の値は、第２のグループの改変タンパク質のサブセットについての特性の値に関して分析される。

６１２で、プロセス６００は、候補置換によって影響を受ける改変タンパク質の特性を決定することを包含する。特定の実装において、第１のグループの改変タンパク質の特性の値と第２のグループの改変タンパク質の値との間の差は、候補置換によって影響を受ける特性を示し得る。例えば、第１のグループの特性の値と第２のグループの特性の値との間の差が統計的に有意であると決定することにより、特性が候補置換によって影響を受けるという決定を行うことができる。

図７は、タンパク質のアミノ酸配列の置換によって影響を受けるタンパク質の特性を識別するための第２の例示的なプロセス７００のフロー図である。７０２で、プロセス７００は、候補置換を有するタンパク質の第１のグループ及び候補置換を有しないタンパク質の第２のグループを決定することを包含する。７０４で、プロセス７００は、第１のグループの各改変タンパク質を第２のグループの１つ以上の改変タンパク質と結合することを包含する。例えば、候補置換を包含するタンパク質は、候補置換を包含するタンパク質のアミノ酸配列との最小数の違いがある、候補置換を持たない1つ以上の候補のアミノ酸配列に少なくとも部分的に基づいて、候補置換を持たない1つ以上の候補と結合できる。

７０６で、プロセス７００は、各カップリングに含まれる改変タンパク質の特性の値を決定することを包含する。第１のグループの単一のタンパク質が第２のグループの単一のタンパク質と結合している状況では、カップリングに含まれる改変タンパク質の特性の値は、１つ以上のユーザーインターフェイス要素を介して、特性についての値を包含するデータストアから取得できる。第１のグループの単一のタンパク質が第２のグループの複数のタンパク質と結合しているシナリオでは、第２のグループからのタンパク質の特性についての値を変更できる。例えば、第２のグループの個々のタンパク質の特性の値の平均は、第１のグループに含まれる単一のタンパク質の特性にっての値と比較できる各特性についての単一の値を提供するように決定できる。

７０８で、プロセス７００は、各カップリングに含まれる改変タンパク質の特性についての値の間の差を決定することを包含し、７１０で、プロセス７００は、少なくとも部分的に差異に基づいて改変タンパク質の特性の値を正規化して、修正データセットを生成することを包含する。特定の実装では、第１のグループと第２のグループからのタンパク質の各カップリングは、評価される各特性の値を持つことができる。それにより、カップリングに含まれる第１のグループのタンパク質の単一の値は、カップリングに含まれる第２のグループの１つ以上のタンパク質の単一の値と比較され得る。このようにして、カップリングごとに単一の差分値を決定できる。次に、これらの差分値に基づいて元のデータセットを修正し、修正されたデータセットを生成できる。つまり、元のデータセットからの特性の値を変更して、第２のグループの複数のタンパク質が第１のグループの単一のタンパク質と結合している状況を修正できる。特定の実装形態では、修正されたデータセットは、不均衡データセットから生成された均衡データセットの近似を表すことができる。

７１２で、プロセス７００は、改変タンパク質の特性に対する候補置換の影響を決定するために修正データセットを分析することを包含することができる。いくつかの実装形態では、第１のグループの特性についての変更された値の平均を、第２のグループの特性についての変更された値の平均と比較することができる。平均間の差は、特性に関する候補置換の統計的有意性を示す可能性がある。候補置換が影響を与える特性に応じて、候補置換の影響に関して追加の決定を行うことができる。例えば、タンパク質の溶解度を示す特性が、より低いpHなどの特定の条件下で向上するという決定に基づいていて、候補置換を有するタンパク質の収量が増加するという決定を行うことができる。

図８Ａは、ベースタンパク質に関して特定の置換を含包含するように変更されたタンパク質の特性の値と、特定の置換を包含するように変更されていないタンパク質の特性の値の第１のプロット８０２を図示する。図８Ｂは、特定の置換を包含するように改変されたタンパク質と、特定の置換を包含するように改変されていないタンパク質との間の結合を示す第２のプロット８０４を図示する。特に、プロット８０２、８０４は、三角形によって表される候補置換を包含するタンパク質の特性についての値、及び円によって表される候補置換を包含しないタンパク質の特性についての値を示す。プロット８０２、８０４のｘ軸はギブスの自由エネルギーの値を示し、プロット８０２、８０４のｙ軸はタンパク質を展開させるために必要な変性剤の量を示している。

図８Ｂにおいて、点線、破線、及び実線の両方の赤い線は、候補置換を有するタンパク質と候補置換を有しない１つ以上のタンパク質との間の結合を表す。いくつかの場合においては、候補置換を包含しない複数のタンパク質が候補置換を包含する単一のタンパク質と結合されたときに、８０６、８０８、８１０、及び８１２に追加の記号が追加された。追加の記号８０６、８０８、８１０、８１２によって表される値は、候補置換を包含する単一のタンパク質と結合された候補置換を包含しない複数のタンパク質の第２のプロット８０４に示される特性の値の平均を表すことができる。緑又は青以外の色の記号と破線で結ばれた記号は、結合しているが、候補置換以外の1つ以上の変更を含有しているため、正確性の低い参照であるタンパク質を示す。

図９は、８の第２のプロットに示される結合に基づいて修正された図８の第１のプロットのデータポイントを示すプロット９００を図示する。特に、プロット９００は、図８の第２のプロット８０４に示される互いに結合されたタンパク質間の差異に基づいて、候補置換を包含しないタンパク質に関して候補置換を包含するタンパク質の特性の値を正規化することによって生成される。これは、図８Ａに示すタンパク質の値が、それ自体の効果の有意性を決定するには不十分であることを示しているが、図９を生成するように結合及び調整すると、２つの特性に対する効果の有意性は明らかである。

図１０は、第１の候補置換を有するタンパク質に由来するデータの第１のグループ１００６と、第１の候補置換を有しないタンパク質に由来するデータの第２のグループ１００８との間の平均の違いを示す第１のプロット１００２、及び第２の候補置換を有するタンパク質に由来するデータの第１のグループ１０１０と第２の候補置換を有しないタンパク質に由来するデータの第２のグループ１０１２との間の平均の違いを示す第２のプロット１００４を図示する。図１０の例示的な例において、第１の候補置換は、バリンからセリンへの重鎖の２位での改変を有する研究中の抗体に関連し得る。さらに、第２の候補置換は、軽鎖の３位にスレオニンからリジンへの改変を有する抗体と関連し得る。第１のプロット１００２及び第２のプロット１００４は、第１のグループ１００６、１０１０及び第２のグループ１００８、１０１２に含まれるタンパク質についての少なくとも１つの特性の値の正規化されたデータセットを表すことができる。

第１のプロット１００２は、タンパク質の第１のグループ１００６の特性についての値の第１の平均１０１４及びタンパク質の第２のグループ１００８の特性についての値の第２の平均１０１６を包含する。さらに、第１のプロット１００２は、第１の平均１０１４と第２の平均１０１６との間の差１０１８を包含する。さらに、図１０の例示的な例は、差１０１８が、特定の特性、すなわち３．３のｐＨでのタンパク質の総構成に対する重鎖分子量のパーセンテージに関する差１０１８を示すバー１０２０に対応することを示している。さらに、バー１０２０の陰影は、差１０１８が統計的に有意であることを示し得る。

加えて、第２のプロット１００４は、タンパク質の第１のグループ１０１０の特性の値の第１の平均１０２２と、タンパク質の第２のグループ１０１２の特性の値の第２の平均１０２４とを包含する。さらに、第２のプロット１００４は、第１の平均１０２２と第２の平均１０２４との間の差１０２６を包含する。さらに、図１０の例示的な例は、差１０２４が、ｐH３．３における、特定の特性、タンパク質の総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージに関する差１０２４を示すバー１０２８に対応することを示している。バー１０２８の陰影は、差１０１６が統計的に有意であることを示し得る。

実装例
第１項
以下： ベースタンパク質のアミノ酸配列に対していくつかの位置で改変されたアミノ酸配列を有するいくつかのタンパク質を発現させること；前記いくつかのタンパク質の特性についての値を決定すること；前記いくつかのタンパク質の一部のアミノ酸配列と特定の位置での前記ベースタンパク質のアミノ酸配列との間の差異を示す候補置換を決定すること；前記候補置換を包含する前記いくつかのタンパク質の第１のグループ及び前記候補置換を包含しない前記いくつかのタンパク質の第２のグループを決定すること；前記第２のグループの特性についての第２の値に関して前記第１のグループの特性についての第１の値の分析を実行すること；及び少なくとも部分的に前記分析に基づいて、前記候補置換が前記第１のグループの少なくとも１つの特性の値に統計的に有意な効果を与えることを決定すること；を含む方法。

第２項
前記候補置換によってもたらされる前記統計的に有意な効果に少なくとも部分的に基づいて、収量又は安定性の少なくとも一方が増加することを決定することをさらに含む、第１項に記載の方法。

第３項
第１項又は第２項に記載の方法であって、前記分析は、： 前記第１のグループの第１のタンパク質を前記第２のグループの第２のタンパク質及び第３のタンパク質と結合すること；前記第2のタンパク質の前記少なくとも1つの特性についての第1の値及び前記第3のタンパク質の前記少なくとも1つの特性についての第2の値に基づいて、前記少なくとも1つの特性についての平均値を決定すること;及び前記平均値と前記第１のタンパク質の特性についての追加の値との間の差異を決定すること；を包含する方法。

第４項
前記第１のタンパク質の第１のアミノ酸配列と前記第２のグループのアミノ酸配列との間の比較を実行すること；及び、少なくとも部分的に前記比較に基づいて、前記第１のアミノ酸配列と、前記第２のタンパク質の第２のアミノ酸配列と、前記第３のタンパク質の第３のアミノ酸配列との間の差異が閾値数未満であることを決定すること；をさらに含む第３項に記載の方法。

第５項
前記ベースタンパク質が抗体である、第１〜４項のいずれか一項に記載の方法。

第６項
前記いくつかのタンパク質のうちの１つのタンパク質の特性についての値は、前記タンパク質に関して1つ以上のアッセイを行うことによって決定される、第１〜５項のいずれか一項に記載の方法。

第７項
前記いくつかのタンパク質の特性についての値を決定することは、以下： 前記いくつかのタンパク質のうちの１つのタンパク質が、前記タンパク質が前記タンパク質の標的分子に結合することができない程度まで展開する温度の値を決定すること；前記タンパク質が水に不溶性になるｐＨの値を決定すること；又は前記タンパク質の総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージを決定すること；のうちの少なくとも１つを包含する、第１〜６項のいずれか一項に記載の方法。

第８項
前記候補置換は、前記ベースタンパク質の前記アミノ酸配列に関して、前記いくつかのタンパク質の前記第１のグループのアミノ酸配列で行われた複数の置換のうちの１つである、第１〜７項のいずれか一項に記載の方法。

第９項
前記候補置換が前記第１のグループの前記少なくとも１つの特性の値に前記統計的に有意な効果を与えると決定することは、分散分析又はｔ検定を実行することを包含する、第１〜８項のいずれか一項に記載の方法。

第１０項
以下： タンパク質の第１のグループが候補置換を有すること、及びタンパク質の第２のグループが前記候補置換を有しないことを決定すること；前記第１のグループに含まれる１つのタンパク質を前記第２のグループに含まれる複数のタンパク質と結合すること；前記タンパク質に関する特性についての値を決定すること；前記複数のタンパク質の個々のタンパク質に関する特性についての追加の値を決定すること；前記追加の値に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のタンパク質に関する特性についての平均値を決定すること；前記特性についての値と前記特性についての平均値との間の差異を決定すること；及び少なくとも部分的に前記差異に基づいて、前記候補置換が前記特性に与える影響の量を決定すること；を含む方法。

第１１項
前記タンパク質のアミノ酸配列を、タンパク質の前記第２のグループに含まれるタンパク質の個々のアミノ酸配列と比較すること；前記タンパク質のアミノ酸配列と、タンパク質の前記第２のグループに含まれる前記タンパク質の個々のアミノ酸配列との間の差異の最小数を決定すること；をさらに含む第１０項に記載の方法。

第１２項
前記タンパク質のアミノ酸配列と、前記第2のグループに含まれる第1の追加のタンパク質の第1の追加のアミノ酸配列との間の第１のいくつかの差異(a first number of differences)を決定すること; 前記タンパク質のアミノ酸配列と、前記第2のグループに含まれる第２の追加のタンパク質の第２の追加のアミノ酸配列との間の第２のいくつかの差異(a second number of differences)を決定することであって、前記第２のいくつかの差異が前記第１のいくつかの差異と異なること；前記第１のいくつかの差異が前記差異の最小数に対応することを決定すること；前記第２のいくつかの差異が前記差異の最小数より大きいことを決定すること；及び前記第１の追加のタンパク質を前記複数のタンパク質に追加すること；をさらに含む第１１項に記載の方法。

第１３項
前記候補置換が前記特性に与える影響の量を決定することは、前記候補置換が前記特性に影響を与える確率を決定することを包含する、第１０〜１２項のいずれか一項に記載の方法、

第１４項
前記タンパク質に関する前記特性についての値を取り込むために、少なくとも1つのユーザーインターフェイス要素を包含するユーザーインターフェイスを生成すること、をさらに含む第１０〜１３項のいずれか一項に記載の方法、

第１５項
前記タンパク質に関する前記特性についての値をウェブサイトから又はデータ記憶装置から取得することをさらに含む、第１０〜１４項のいずれか一項に記載の方法。

第１６項
前記特性が、前記タンパク質の少なくとも一部が展開し始める温度を包含し、当該方法が、前記候補置換が前記特性に及ぼす影響の量に少なくとも部分的に基づいて、前記候補置換が前記タンパク質の安定性に影響を与えることを決定すること、をさらに含む第１０〜１５項のいずれか一項に記載の方法。

第１７項
前記特性は前記タンパク質の溶解度を包含し、当該方法は、少なくとも部分的に前記特性への前記候補置換への影響の量に基づいて、前記候補置換が前記タンパク質の収量に影響を与えることを決定すること、をさらに含む第１０〜１６項のいずれか一項に記載の方法。

第１８項
前記特性が、ギブスの自由エネルギー、総分子量、重鎖分子量、軽鎖分子量、総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージ、総分子量に対する軽鎖分子量のパーセンテージ、又は二次構造の存在を包含する、第１０〜１７項のいずれか一項に記載の方法。

第１９項
前記候補置換が、ベースタンパク質の同じ位置にある追加のアミノ酸とは異なる、前記タンパク質の特定の位置にあるアミノ酸を包含する、第１０〜１８項のいずれか一項に記載の方法。

第２０項
前記タンパク質は、前記ベースタンパク質の複数の追加の位置でのアミノ酸に関して、複数の追加の位置で複数の追加の置換を有する、第１９項に記載の方法。

第２１項
１つ以上のプロセッサ；及び、
前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、以下： いくつかのタンパク質の一部のアミノ酸配列と特定の位置でのベースタンパク質のアミノ酸配列との間の差異を示す候補置換を決定することであって、前記いくつかのタンパク質は、前記ベースタンパク質のアミノ酸配列に対していくつかの位置で改変されたアミノ酸配列を包含すること；前記いくつかのタンパク質(the number of proteins)の特性の値を決定すること;候補置換を包含する前記いくつかのタンパク質の第１のグループ及び候補置換を包含しない前記いくつかのタンパク質の第２のグループを決定すること；前記第２のグループの特性についての第２の値に関して前記第１のグループの特性についての第１の値の分析を実行すること；及び少なくとも部分的に前記分析に基づいて、前記候補置換が前記第１のグループの少なくとも１つの特性の値に統計的に有意な影響を与えることを決定すること；を含む操作を実行するコンピュータ可読命令を格納する１つ以上の非一時的(non-transitory)コンピュータ可読媒体;
を含むシステム。

第２２項
前記操作は、前記候補置換によって生成された統計的に有意な効果に少なくとも部分的に基づいて、収量又は安定性のうち少なくとも一方が増加することを決定することをさらに含む、第２１項に記載のシステム。

第２３項
前記分析は、以下： 前記第１のグループの第１のタンパク質を、前記第２のグループの第２のタンパク質及び第３のタンパク質と結合すること；前記第２のタンパク質の少なくとも１つの特性についての第１の値及び前記第３のタンパク質の少なくとも１つの特性についての第２の値に基づいて、少なくとも１つの特性についての平均値を決定すること；及び平均値と前記第１のタンパク質の特性についての追加の値との差異を決定すること；を包含する、第２１又は２２項に記載のシステム。

第２４項
前記操作は、： 前記第１のタンパク質の第１のアミノ酸配列と前記第２のグループのアミノ酸配列との間の比較を実行すること；及び、少なくとも部分的に前記比較に基づいて、前記第１のアミノ酸配列と、前記第２のタンパク質の第２のアミノ酸配列と、前記第３のタンパク質の第３のアミノ酸配列との間の差が閾値未満であることを決定すること；をさらに含む、第２３項に記載のシステム。

第２５項
前記ベースタンパク質が抗体である、第２１〜２４項のいずれか一項に記載のシステム。

第２６項
前記いくつかのタンパク質のうちの１つのタンパク質の特性についての値は、前記タンパク質に関して1つ以上のアッセイを行うことによって決定される、第２１〜２５項のいずれか一項に記載のシステム。

第２７項
前記いくつかのタンパク質の特性についての値を決定することは、以下： 前記いくつかのタンパク質のうちの１つタンパク質が、前記タンパク質が前記タンパク質についての標的分子に結合することができない程度まで展開する温度の値を決定すること；前記タンパク質が水に不溶性になるpHの値を決定すること;又は、前記タンパク質についての総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージを決定すること；のうち少なくとも１つを包含する、第２１〜２６項のいずれか一項に記載のシステム。

第２８項
前記候補置換は、前記ベースタンパク質の前記アミノ酸配列に関して、前記いくつかのタンパク質の前記第１のグループのアミノ酸配列で行われた複数の置換のうちの１つである、第２１〜２７項のいずれか一項に記載のシステム。

第２９項
前記候補置換が、前記第1のグループの前記少なくとも1つの特性の値に統計的に有意な効果を与えることを決定することは、分散分析又はt検定を実行することを包含する、第２１〜２８項のいずれか一項に記載のシステム。

第３０項
１つ以上のプロセッサ；及び、
前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、以下： タンパク質の第１のグループが候補置換を有すること、及びタンパク質の第２のグループが前記候補置換を有しないことを決定すること；前記第１のグループに含まれるタンパク質を前記第２のグループに含まれる複数のタンパク質と結合すること；前記タンパク質に関する特性についての値を決定すること；前記複数のタンパク質の個々のタンパク質に関する特性についての追加の値を決定すること；前記追加の値に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のタンパク質に関する特性についての平均値を決定すること；特性についての前記値と特性についての前記平均値との差異を決定すること；及び、少なくとも部分的に前記差異に基づいて、前記候補置換が特性に与える影響の量を決定すること；を含む操作を実行するコンピュータ可読命令を格納する１つ以上の非一時的(non-transitory)コンピュータ可読媒体;
を含むシステム。

第３１項
前記操作は、： 前記タンパク質のアミノ酸配列を、タンパク質の前記第２のグループに含まれるタンパク質の個々のアミノ酸配列と比較すること；前記タンパク質の前記アミノ酸配列と、タンパク質の前記第２のグループに含まれる前記タンパク質の個々のアミノ酸配列との間の差異の最小数を決定すること；をさらに含む、第３０項に記載のシステム。

第３２項
前記操作は、： 前記タンパク質のアミノ酸配列と前記第2のグループに含まれる第1の追加のタンパク質の第1の追加のアミノ酸配列との間の第1のいくつかの差異を決定すること;前記タンパク質の前記アミノ酸配列と、前記第2のグループに含まれる第2の追加のタンパク質の第2の追加のアミノ酸配列との間の第2のいくつかの差異を決定することであって、前記第2のいくつかの差異は前記第1のいくつかの差異とは異なること;前記第１のいくつかの差異が差異の最小数に対応することを決定すること；前記第２のいくつかの差異が差異の最小数より大きいことを決定すること；及び、前記第１の追加のタンパク質を前記複数のタンパク質に追加すること；をさらに含む、第３１項に記載のシステム。

第３３項
前記候補置換の特性への影響の量を決定することは、前記候補置換が特性に影響を与える確率を決定することを包含する、第３０〜３２項のいずれか一項に記載のシステム。

第３４項
前記操作は、前記タンパク質に関する特性についての値を取り込むための少なくとも1つのユーザーインターフェース要素を包含するユーザーインターフェースを生成することをさらに含む、第３０〜３３項のいずれか一項に記載のシステム。

第３５項
前記操作は、ウェブサイト又はデータ記憶装置から前記タンパク質に関する特性についての値を取得することをさらに含む、第３０〜３４項のいずれか一項に記載のシステム。

第３６項
前記特性は、前記タンパク質の少なくとも一部が展開し始める温度を包含し、前記操作は、前記候補置換が特性に及ぼす影響の量に少なくとも部分的に基づいて、前記候補置換が前記タンパク質の安定性に影響を与えることを決定すること、をさらに含む、第３０〜３５項のいずれか一項に記載のシステム。

第３７項
前記特性が前記タンパク質の溶解度を包含し、前記操作が、少なくとも部分的に、前記特性に対する前記候補置換への影響の量に基づいて、前記候補置換が前記タンパク質の収量に影響を与えることを決定することをさらに含む、第３０〜３６項のいずれか一項に記載のシステム。

第３８項
前記特性が、ギブスの自由エネルギー、総分子量、重鎖分子量、軽鎖分子量、総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージ、総分子量に対する軽鎖分子量のパーセンテージ、又は二次構造の存在を包含する、第３０〜３７項のいずれか一項に記載のシステム。

第３９項
前記候補置換が、ベースタンパク質の同じ位置にある追加のアミノ酸とは異なる、前記タンパク質の特定の位置にあるアミノ酸を包含する、第３０〜３８項のいずれか一項に記載のシステム。

第４０項
前記タンパク質が、前記ベースタンパク質の複数の追加の位置でのアミノ酸に対して、複数の追加の位置で複数の追加の置換を有する、第３９項に記載のシステム。

上述の主題は、例証としてのみ提供されており、限定として解釈されるべきではない。さらに、請求される主題は、本開示のいずれかの部分に記載されているいずれか又はすべての欠点を解決する実装に限定されない。図示及び説明される例示的構成及び適用に従うことなく、かつ以下の特許請求の範囲に記載される本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される主題に対して様々な修正及び変更を行うことができる。

Claims (20)

1. ベースタンパク質のアミノ酸配列に対していくつかの位置で改変されたアミノ酸配列を有するいくつかのタンパク質を発現させること；
   前記いくつかのタンパク質の特性についての値を決定すること；
   前記いくつかのタンパク質の一部のアミノ酸配列と特定の位置での前記ベースタンパク質のアミノ酸配列との間の差異を示す候補置換を決定すること；
   前記候補置換を包含する前記いくつかのタンパク質の第１のグループ及び前記候補置換を包含しない前記いくつかのタンパク質の第２のグループを決定すること；
   前記第２のグループの特性についての第２の値に関して前記第１のグループの特性についての第１の値の分析を実行すること；及び
   少なくとも部分的に前記分析に基づいて、前記候補置換が前記第１のグループの少なくとも１つの特性の値に統計的に有意な効果を与えることを決定すること；
   を含む方法。
2. 前記候補置換によってもたらされる前記統計的に有意な効果に少なくとも部分的に基づいて、収量又は安定性の少なくとも一方が増加することを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記分析は、：
   前記第１のグループの第１のタンパク質を前記第２のグループの第２のタンパク質及び第３のタンパク質と結合すること；
   前記第2のタンパク質の前記少なくとも1つの特性についての第1の値及び前記第3のタンパク質の前記少なくとも1つの特性についての第2の値に基づいて、前記少なくとも1つの特性についての平均値を決定すること;及び
   前記平均値と前記第１のタンパク質の特性についての追加の値との間の差異を決定すること；を包含する方法。
4. 前記第１のタンパク質の第１のアミノ酸配列と前記第２のグループのアミノ酸配列との間の比較を実行すること；及び、
   少なくとも部分的に前記比較に基づいて、前記第１のアミノ酸配列と、前記第２のタンパク質の第２のアミノ酸配列と、前記第３のタンパク質の第３のアミノ酸配列との間の差異が閾値数未満であることを決定すること；
   をさらに含む請求項３に記載の方法。
5. 前記ベースタンパク質が抗体である、請求項１に記載の方法。
6. 前記いくつかのタンパク質のうちの１つのタンパク質の特性についての値は、前記タンパク質に関して1つ以上のアッセイを行うことによって決定される、請求項１に記載の方法。
7. 前記いくつかのタンパク質の特性についての値を決定することは、：
   前記いくつかのタンパク質のうちの１つのタンパク質が、前記タンパク質が前記タンパク質の標的分子に結合することができない程度まで展開する温度の値を決定すること；
   前記タンパク質が水に不溶性になるｐＨの値を決定すること；又は
   前記タンパク質の総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージを決定すること；
   のうちの少なくとも１つを包含する、請求項１に記載の方法。
8. 前記候補置換は、前記ベースタンパク質の前記アミノ酸配列に関して、前記いくつかのタンパク質の前記第１のグループのアミノ酸配列で行われた複数の置換のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
9. 前記候補置換が前記第１のグループの前記少なくとも１つの特性の値に前記統計的に有意な効果を与えると決定することは、分散分析又はｔ検定を実行することを包含する、請求項１に記載の方法。
10. タンパク質の第１のグループが候補置換を有すること、及びタンパク質の第２のグループが前記候補置換を有しないことを決定すること；
    前記第１のグループに含まれる１つのタンパク質を前記第２のグループに含まれる複数のタンパク質と結合すること；
    前記タンパク質に関する特性についての値を決定すること；
    前記複数のタンパク質の個々のタンパク質に関する特性についての追加の値を決定すること；
    前記追加の値に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のタンパク質に関する特性についての平均値を決定すること；
    前記特性についての値と前記特性についての平均値との間の差異を決定すること；及び
    少なくとも部分的に前記差異に基づいて、前記候補置換が前記特性に与える影響の量を決定すること；
    を含む方法。
11. 前記タンパク質のアミノ酸配列を、タンパク質の前記第２のグループに含まれるタンパク質の個々のアミノ酸配列と比較すること；
    前記タンパク質のアミノ酸配列と、タンパク質の前記第２のグループに含まれる前記タンパク質の個々のアミノ酸配列との間の差異の最小数を決定すること；
    をさらに含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記タンパク質のアミノ酸配列と、前記第2のグループに含まれる第1の追加のタンパク質の第1の追加のアミノ酸配列との間の第１のいくつかの差異を決定すること;
    前記タンパク質のアミノ酸配列と、前記第2のグループに含まれる第２の追加のタンパク質の第２の追加のアミノ酸配列との間の第２のいくつかの差異を決定することであって、前記第２のいくつかの差異が前記第１のいくつかの差異と異なること；
    前記第１のいくつかの差異が前記差異の最小数に対応することを決定すること；
    前記第２のいくつかの差異が前記差異の最小数より大きいことを決定すること；及び
    前記第１の追加のタンパク質を前記複数のタンパク質に追加すること；
    をさらに含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記候補置換が前記特性に与える影響の量を決定することは、前記候補置換が前記特性に影響を与える確率を決定することを包含する、請求項１０に記載の方法。
14. 前記タンパク質に関する前記特性についての値を取り込むために、少なくとも1つのユーザーインターフェイス要素を包含するユーザーインターフェイスを生成すること、
    をさらに含む請求項１０に記載の方法。
15. 前記タンパク質に関する前記特性についての値をウェブサイトから又はデータ記憶装置から取得することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記特性が、前記タンパク質の少なくとも一部が展開し始める温度を包含し、当該方法が、前記候補置換が前記特性に及ぼす影響の量に少なくとも部分的に基づいて、前記候補置換が、：
    前記タンパク質の安定性に影響を与えることを決定すること、
    をさらに含む請求項１０に記載の方法。
17. 前記特性は前記タンパク質の溶解度を包含し、当該方法は、：
    少なくとも部分的に前記特性への前記候補置換への影響の量に基づいて、前記候補置換が前記タンパク質の収量に影響を与えることを決定すること、
    をさらに含む請求項１０に記載の方法。
18. 前記特性が、ギブスの自由エネルギー、総分子量、重鎖分子量、軽鎖分子量、総分子量に対する重鎖分子量のパーセンテージ、総分子量に対する軽鎖分子量のパーセンテージ、又は二次構造の存在を包含する、請求項１０に記載の方法。
19. 前記候補置換が、ベースタンパク質の同じ位置にある追加のアミノ酸とは異なる、前記タンパク質の特定の位置にあるアミノ酸を包含する、請求項１０に記載の方法。
20. 前記タンパク質は、前記ベースタンパク質の複数の追加の位置でのアミノ酸に関して、複数の追加の位置で複数の追加の置換を有する、請求項１９に記載の方法。
    

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