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タイトルFrom sequence to scaffold: Computational design of protein nanoparticle vaccines from AlphaFold2-predicted building blocks.
ジャーナル・号・ページProc Natl Acad Sci U S A, Vol. 122, Issue 45, Page e2409566122, Year 2025
掲載日2025年11月11日
著者Cyrus M Haas / Naveen Jasti / Annie Dosey / Joel D Allen / Rebecca Gillespie / Jackson McGowan / Elizabeth M Leaf / Max Crispin / Cole A DeForest / Masaru Kanekiyo / Neil P King /
PubMed 要旨Self-assembling protein nanoparticles are being increasingly utilized in the design of next-generation vaccines due to their ability to induce antibody responses of superior magnitude, breadth, and ...Self-assembling protein nanoparticles are being increasingly utilized in the design of next-generation vaccines due to their ability to induce antibody responses of superior magnitude, breadth, and durability. Computational protein design offers a route to nanoparticle scaffolds with structural and biochemical features tailored to specific vaccine applications. Although strategies for designing self-assembling proteins have been established, the recent development of powerful machine learning (ML)-based tools for protein structure prediction and design provides an opportunity to overcome several of their limitations. Here, we leveraged these tools to develop a generalizable method for designing self-assembling proteins starting from AlphaFold2 predictions of oligomeric protein building blocks. We used the method to generate six 60-subunit protein nanoparticles with icosahedral symmetry, and single-particle cryoelectron microscopy reconstructions of three of them revealed that they were designed with atomic-level accuracy. To transform one of these nanoparticles into a functional immunogen, we reoriented its termini through circular permutation, added a genetically encoded oligomannose-type glycan, and displayed a stabilized trimeric variant of the influenza hemagglutinin receptor-binding domain through a rigid de novo linker. The resultant immunogen elicited potent receptor-blocking and neutralizing antibody responses in mice. Our results demonstrate the practical utility of ML-based protein modeling tools in the design of nanoparticle vaccines. More broadly, by eliminating the requirement for experimentally determined structures of protein building blocks, our method dramatically expands the number of starting points available for designing self-assembling proteins.
リンクProc Natl Acad Sci U S A / PubMed:41183183 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.3 - 3.5 Å
構造データ

45734

9clz

EMDB-45734, PDB-9clz:
Novel designed icosahedral nanoparticle I3-A6
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

45735

9cm0

EMDB-45735, PDB-9cm0:
Novel designed icosahedral nanoparticle I3-A7
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.3 Å

45736

9cm1

EMDB-45736, PDB-9cm1:
Novel designed icosahedral nanoparticle I3-D12
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

由来
  • escherichia coli (大腸菌)
  • escherichia coli bl21 (大腸菌)
キーワードVIRUS LIKE PARTICLE / Thermophile / nanoparticle / icosahedron / dehydratase

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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