HLA解析ツール

MOE HLA-Modeler: HLA に特化したホモロジーモデリングツール
HLA-BAP Predictor: HLA結合抗原性ペプチド予測ツール

作成日：　2014年5月20日正式版リリース

文書改訂日：　2021年3月26日

作成者：　株式会社モルシス

概要：　　ヒト白血球抗原(HLA)は共通な立体構造を持ちながら、多様なアミノ酸配列からなる ペプチドを認識・提示します。このため、ペプチドのアミノ酸配列を考慮したHLAの構造モデルを構築する際には、HLA特有の共通構造 の中に存在するペプチド結合部位の差異を反映したモデリングが必要となります。そこで我々はHLAに特化したホモロジーモデリング ツール MOE HLA-Modelerを開発しました。

リリースするプログラムには、以下のものが含まれます。

[MOE HLA-Modeler] HLAの半自動モデリング MOE HLA-Modelerはクエリー配列の入力、HLAデータベースに対する ホモロジー検索、視覚的にわかりやすいテンプレートの選択、モデ ル構造構築、構造最適化といった一連のプロセスをシームレスに行 うことができます。ペプチドが結合する領域を自動認識して配列ア ラインメントを行い、信頼性の高いホモロジーモデリングを可能に します。

[HLAデータベース] HLAの構造・配列を収載したデータベース HLA構造データベースはペプチド認識部位で構造を重ね合わせた 立体構造データを収載しているため、構築したモデル構造と既知の X線結晶構造との比較を容易に行うことができます。 HLA配列データベースは遺伝子座ごとにアラインメント済みのHLA 配列を収載しています。そのため、類似配列検索を行った際、同一 遺伝子座の配列情報を即座に抽出ことができます。

[HLA Model Analyzer] モデリングした構造の解析ツール HLA Model Analyzerはモデル構造と既知のX線結晶構造との比較を 行います。RMSDによる比較やMOEのPLIF機能を用いたペプチド-HLA間 の相互作用解析ができます。

[概要] HLA-BAP Predictor (Human Leucocyte Antigen-Binding Antigenic Peptide Predictor) は分子設計支援システム MOE 上で動くHLA結合抗原性ペプチド予測ソフトウェアです。 ヒトリンパ球抗体 (HLA) に認識される外部からのタンパク質のフラグメント（ペプチド）は、タンパク質分解酵素によってアミノ酸９残基程度のペプチドに分解され、抗原運搬タンパク質によってHLAに運ばれ、その結合が強ければ胸腺細胞の受容体 (TCR) に対して抗原候補として提示され、TCRに認識されます。特定のHLA分子に対して高い結合能を持つペプチドが得られれば、その抗体を強化するワクチンを設計することができます。 HLA-BAP Predictorは、HLA-ペプチド複合体構造をホモロジーモデリングと分子力学によって構築し、複合体の結合自由エネルギーなどのスコアを計算して、定量的にHLAに強く結合するペプチドの候補を選択します。

[機能]

1. 特定のタイプのHLA分子を選択します。
   そのHLA分子のX線結晶構造をペプチドを配置するテンプレートとします。 X線結晶構造が不明の場合、指定したタイプに類似したHLAの３次元構造を検索します。
2. 特定のタイプのHLA分子に結合することが分かっているペプチドのアミノ酸配列を与えて結合位置が同じアミノ酸を組み替えて結合候補ペプチドを生成します。
3. 結合候補ペプチドを順次HLA分子と結合したペプチドのX線結晶構造をテンプレートとし、HLA分子を環境としてホモロジーモデリングを用いて３次元構造を構築します。 HLA分子の３次元構造が不明な場合、同時にHLA分子の構造も構築します。
4. 得られたHLA-ペプチド複合体構造を生体高分子と医薬低分子両方のパラメーターを併せ持つ分子力場を用いて最適化します。
5. HLA-ペプチド複合体の結合自由エネルギーなどのスコアを計算し、結合能の高いペプチドを、与えられた特定のタイプのHLA分子が TCR に提示する抗原ペプチドの候補として選択します。

【謝辞】
本研究開発は東海大学の平山令明教授との共同で行ったものです。 ここに謝意を表します。

MOE HLA-Modelerは2013年10月発行のInternational Journal of Medicinal Chemistry誌に論文を掲載しておりますので ご参照下さい。
こちら

MOE HLABAPは2020年3月発行のChem-Bio Informatics Journal誌に論文を掲載しておりますので ご参照下さい。
こちら

SVLコードの入手：

　 弊社MOEサポート受付（support@molsis.co.jp） までお問い合わせください。 SVLプログラムファイルをメールにてご送付いたします。