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酵素を対象とした3D構造ガイド型スクリーニング

酵素に対する3D構造ガイド下スクリーニングについて

タンパク質の3D構造に基づく酵素探索は、一次配列(アミノ酸配列)のみの解析を補完する有効なアプローチです。配列ベースの手法では、既知ファミリーに属する酵素の同定に偏りやすい傾向があります。さらに、一次構造であるアミノ酸配列は必ずしも特定の3D構造と相関せず、酵素機能は主として3D構造により規定されます。そのため、配列のみで探索すると、望ましくない活性を示す候補が得られたり、標的酵素を見落としたりすることがあります。3D構造からタンパク質機能を予測するバイオインフォマティクスツールの開発には多大な取り組みがなされており、これは新規酵素探索のためのリソース拡充につながっています。Protein Data Bank(PDB)などのデータベースは、生体高分子の3D構造データを収載しています。加えて、酵素に特化して触媒残基のアノテーションを提供するデータベースも構築されています。

3D Structure-Guided Screening for Enzymes - Creative Enzymes

全体的な3D構造に基づくアプローチは、少なくとも1つのメンバーで構造が解明されているファミリーまたはサブファミリーに属する酵素に対して適用可能です。例えば、Steffen-Munsbergらは、機能不明であった4つの合成構造について活性部位領域を評価し、有用なトランスアミナーゼであることを同定しました。また、触媒残基、補因子結合残基、基質結合残基など触媒に関連する高度保存領域と、それらの相対的な空間配置により形成される最小触媒活性部位コンステレーションに着目することで、酵素探索を進めることも可能です。この手法により、Steinkellnerらは、典型的なOYE(Old Yellow Enzyme)と比較して配列およびフォールドが完全に異なる2種のプロミスキャス還元酵素を同定しました。

3D構造ガイド下スクリーニングは、創薬および生命科学研究において、候補薬物分子またはバイオ触媒の同定・最適化を行うための中核技術です。分子の三次元空間構造情報を活用することで、標的分子と候補化合物または酵素との相互作用の効率を高めることができます。Creative Enzymesには、構造生物学、計算化学、生化学の分野に精通した優れた研究者チームが在籍しており、最先端の技術およびツールを用いて3D構造ガイド下スクリーニングプロジェクトを支援します。

3D構造ガイド下酵素スクリーニングサービス

当社は、機能未知タンパク質のカスタムアサインメント(機能付与・同定)に向けた戦略策定を支援し、代謝および酵素学の基礎的理解の深化に貢献します。酵素探索において複数の技術を組み合わせてきた長年の経験に基づき、プロフェッショナルなワンストップサービスを提供します。

  • 初期評価および目標設定

当社のサイエンティフィックチームが、お客様と連携してプロジェクト要件および目標を分析し、それに基づく研究プロトコルを策定します。標的分子または酵素について深く理解した上で、後続の実験および計算解析に向けた精確な方針を提示します。

  • コンピュータ支援設計(CAD)

高度な構造生物学およびコンピュータ支援設計技術を組み合わせ、標的分子または酵素の3D構造取得を行います。

  • 配列ベース解析

配列BLAST、タンパク質構造予測、機能アノテーションを含む配列ベースアルゴリズムを開発・最適化し、酵素の配列解析および理解を支援します。

  • 候補化合物スクリーニング

計算手法を用いて有望な候補化合物をスクリーニングし、リガンド—受容体相互作用を最適化することで、選択性および親和性の向上を図ります。

  • 酵素同定

各種の実験および分析手法(例:酵素速度論アッセイ、基質特異性試験、反応生成物解析)により、酵素の触媒活性、基質範囲、反応特性を評価します。

  • 結果解析および報告

スクリーニング結果は当社サイエンティフィックチームが精査・解釈し、詳細な報告書としてご提供します。報告書には、スクリーニングプロセス、結果の解釈、候補化合物の特性評価に関する情報を含め、お客様が情報をより適切に理解し活用できるよう支援します。

お問い合わせ

3D構造ガイド下酵素スクリーニングサービスにご関心がある場合、またはご不明点がございましたら、カスタマーサービスチームまでお問い合わせください。皆様と協働し、高品質な酵素関連サービスをご提供できることを楽しみにしております。

References:

  1. Zaparucha, A., De Berardinis, V., Vaxelaire-Vergne, C. (2018) Chapter 1: Genome Mining for Enzyme Discovery. RSC Catalysis Series. 32: 3-27.
  2. Steffen-Munsberg, F., Vickers, C., Thornton, A., Schätzle, S., Tumlirsch, T., Svedendahl Humble, M., Land, H., Berglund, P., Bornscheuer, U.T., Höhne, M. (2013) Connecting unexplored protein crystal structures to enzymatic function. Chem Cat Chem. 5(1): 150-153.
  3. Steinkellner, G., Gruber, C.C., Pavkov-Keller, T., Binter, A., Steiner, K., Winkler, C., Łyskowski, A., Schwamberger, O., Oberer, M., Schwab, H., Faber, K., MacHeroux, P., Gruber, K. (2014) Identification of promiscuous ene-reductase activity by mining structural databases using active site constellations. Nature Communications. 5: 4150.

研究および産業用途にのみご使用ください。個人医療用途には適していません。一部の食品グレード製品は、食品および関連用途における処方開発に適しています。

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