Ep 24: Membrane Protein Design Journal Club
Ep 20-1 ラボミーティングでたこ焼き作る話https://open.spotify.com/episode/7jpHi8W1eNAoMtQz9GwY44
紹介した論文
[0:16:36–] 新津
Deep learning-based joint sequence–structure de novo membrane protein design
Rudden et al., bioRxiv
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.08.15.670493v1
Fig 6. Growth Hormone Receptor (GHR)のデザインについて触れられなかった点の補足：
GHRはリガンド二量体化とコンフォメーション変化のどちらが活性化に寄与するか、を焦点にデザインと実験・分子動力学計算が行われた。
デザインでは、TMdiffusionのSwithable design機能を使い、ターゲットとする活性型・非活性型のPDB構造をdiffusionプロセスの各ステップで参照して、両状態と互換性のある配列生成を行っている。
分子動力学計算ではデザインしたヘリックスの二量体化のエネルギー障壁をSteered MDで予測している。
実験では、リガンド無しの基底活性とリガンドによる活性化シグナル強度が測定されており、どちらもデザインした活性・非活性型のコンフォメーションの選択性とは相関がないが、基底活性の強さとSteered MDおよびTOXGREENアッセイで示された二量体化の強さに一定の相関があった。このことから、二量体化がGHR活性の主たるドライビングフォースであることが提案されている。
[0:58:51–] 本田
Design principles of the common Gly-X6-Gly membrane protein building block
Golden, et al., 2025 Oct, PNAS
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2503134122
[1:15:05–] 岡本
Bottom-up design of Ca2+ channels from defined selectivity filter geometry
Liu et al, 2025 Oct, Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09646-z
[1:41:30–] 松林
De novo designed voltage-gated anion channels suppress neuron firing
Zhou, et al., 2025 Dec, Cell
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867425010918
MEMDLM, Hugging Face
https://huggingface.co/ChatterjeeLab/MemDLM
論文
TOKEN-LEVEL GUIDED DISCRETE DIFFUSION FOR MEMBRANE PROTEIN DESIGN
Goel, et al., 2024 Oct, arXivhttps://arxiv.org/abs/2410.16735
TOXGREEN
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273616302516
コンフォメーションスイッチのデザイン
Deep learning–guided design of dynamic proteins
Kortemme Group, 2025 Science
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr7094
Single spanning receptorのデザイン
Barth group, 2025 Nature Biomedical Engineering
https://www.nature.com/articles/s41551-025-01532-3
ヒンジのde novoデザイン
Design of stimulus-responsive two-state hinge proteins
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg7731
新津グループから最近の膜タンパク質 (α-Helical Peptide Barrels)デザインの論文
Rational Design Principles for De Novo α-Helical Peptide Barrels with Dynamic Conductive Channels
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13933
WRAPS
膜タンパク質を囲んで可溶化するタンパク質のデザイン
Preprint https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.02.04.636539v1
Podcast での論文紹介 https://open.spotify.com/episode/2zUlbukXmw90EWeggduZNN
本田紹介論文の前報
De novo-designed transmembrane proteins bind and regulate a cytokine receptor
https://www.nature.com/articles/s41589-024-01562-z
ESMFold
論文 https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade2574https://esmatlas.com/resources?action=fold
Orientations of Proteins in Membranes (OPM) database
https://opm.phar.umich.edu/
Dr. William A. Catterall
https://pharmacology.uw.edu/william-a-catterall-1946-2024/
岡本論文紹介回
Ep 6: [Journal] De novo-designed transmembrane proteins bind and regulate a cytokine receptor,... https://open.spotify.com/episode/1hNft2Hnn1QfWjCAfpLF6v
[参考] イオンチャネルの整流性とチャネル形状に関するレビュー論文
Asymmetric properties of ion transport in a charged conical nanopore
Q. Liu et al., Phys. Rev. E 75, 051201, 2007
https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.051201
Peilong Lu lab
https://protein-design.lab.westlake.edu.cn/
Longxing Cao lab
https://en.westlake.edu.cn/faculty/longxing-cao.html
