- 言わずと知れた2024年ノーベル化学賞 [crisp_bio 2024-10-10] を共同受賞したDavid Bakerワシントン大学教授、同タンパク質設計研究所長、の研究チームによる253件の参考文献を含む14頁にわたるレビュー
[構成]
Abstract
タンパク質設計手法における深層学習の進歩に伴い、タンパク質工学ではランダム選択から意図的な計算設計手法へとパラダイムシフトが進行中です。ここでは、de novoタンパク質設計の現状について説明します。成功率と活性にはまだ改善の余地がありますが、新しいタンパク質構造、集合体（assemblies）、およびタンパク質バインダーの設計という長年の課題は解決に近づいています。
これらの分野における現在の重要な問題は、どのように設計するかではなく、何を設計するかであり、RFdiffusion [crisp_bio 2025-12-09] や ProteinMPNN [crisp_bio 2022-09-28 第2項；crisp_bio 2023-10-08] などのオープンソース設計手法とタンパク質構造予測ツールを組み合わせることで、生化学者や分子生物学者は幅広い応用を探求することができます。
また、低分子標的バインダー、酵素、および多状態タンパク質システムのde novo設計においても大きな進歩が見られます。
手法開発における現在の課題には、高いエネルギー障壁を持つ反応の触媒の設計、そしてより一般的には、結合、構造変化、および触媒作用を統合するスイッチやナノマシンの設計が含まれます。
今後5年から10年の間に、高度なタンパク質ナノマシンや、自然進化の過程で生み出されたものをはるかに超える機能を持つ材料が設計され、医学、技術、持続可能性といった幅広い分野で応用されると予想されます。
Main
Protein design challenges
Protein design methodology
Protein folds
Protein assemblies
Design of binders to protein targets
Combatting viruses
Neutralizing toxins
Receptor antagonists and agonists
Trafficking and degradation
Small-molecule binders and sensors
Enzymes
Outlook
References
[図と囲み記事一覧]
- Fig. 1: Overview of protein design challenges and design of protein folds and assemblies.
- Fig. 2: Design of binding to protein targets.
- Fig. 3: Design of small-molecule binders and enzymes.
- Fig. 4: Design of proteins with new functions.
- Box 1 History of designed protein assemblies
[出典]
- Review "The past, present and future of de novo protein design" Yang W, Wang S, Lee GR, Zhang JZ [..] Baker D. Nature. 2026-04-29. https://doi.org/10.1038/s41586-026-10328-7
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