2024年のノーベル化学賞に象徴されるように、近年、AIなどを用いたタンパク質の理論的設計に関する発展がめざましく、バイオ医薬品開発に革命を起こしつつある。
　そこで本講座では、バイオ医薬品開発を効率化させるためのタンパク質デザイン法について概説する。特に、Rosettaなどの物理学ベースのツールや、RFdiffusion、ProteinMPNN、AlphaFold2などの深層学習ツールの使い方を概説し、設計の成功率を高めるためのノウハウなども紹介する。
　さらに、タンパク質のフォールディング反応過程の理論的予測法や、タンパク質の安定性・可溶性を向上させる手法等についても概説する。

1. タンパク質の基礎
   1. イントロダクション
   2. アミノ酸
   3. タンパク質のフォールディングとダイナミクス
   4. タンパク質に働く相互作用
2. タンパク質の立体構造予測
   1. タンパク質の構造分類
   2. AlphaFold 2
   3. 予測精度の指標
   4. AlphaFold 2を使いこなすためのノウハウ
   5. AlphaFold 3
   6. AlphaFold 2と3に類似した予測法
   7. タンパク質の構造多型の予測法
3. タンパク質デザインの基礎
   1. タンパク質デザインの目的
   2. タンパク質における変異ロバストネスと進化可能性
   3. タンパク質の経験的設計
   4. タンパク質の合理的設計
4. 物理学ベースのタンパク質デザイン法
   1. 分子動力学シミュレーション
   2. タンパク質設計用ソフトウェアRosetta
   3. ヘリックス形成能予測ソフトウェアAGADIR
5. 深層学習ベースのタンパク質デザイン法
   1. 構造生成用ソフトウェアRFdiffusion
   2. 配列設計用ソフトウェアProteinMPNN
   3. RFdiffusionとProteinMPNNを用いた設計例
   4. 小型抗体 (scFv, VHH) の合理的設計
   5. 環状ペプチドの合理的設計
   6. リガンド結合構造生成用ソフトウェアRFdiffusion All-Atom
   7. リガンド結合配列設計用ソフトウェアLigandMPNN
   8. RFdiffusion All-AtomとLigandMPNNを用いた設計例
   9. 各ソフトウェア使用時の注意点
   10. デザインの評価方法
6. タンパク質のフォールディング反応予測
   1. タンパク質のフォールディング反応機構
   2. 統計力学理論WSMEモデル
   3. 改良型統計力学理論WSME-Lモデル
7. タンパク質の安定性と凝集
   1. タンパク質の変性と安定性
   2. 細胞内でのタンパク質凝集とアミロイド形成
   3. 分子シャペロン
   4. タンパク質の凝集に関わる相互作用
   5. タンパク質を安定化させる溶媒条件
   6. タンパク質を可溶化させる溶媒条件
   7. アミノ酸置換によるタンパク質の安定化・可溶化
   8. ジスルフィド結合形成を伴うリフォールディングの方法
• 質疑応答