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ペプチドライブラリーの設計

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Creative Peptidesの技術・応用サポートチームでは、ライブラリー設計、試験のセットアップ・解析に関するアドバイスを行っています。設計面では、お客様の標的アプリケーションで使われるペプチドの最良のオーバーラップやオフセットをアドバイスいたします。また、お客様のタンパク質完全長配列を用いて、ライブラリーに追加するペプチドリストを作成することも可能です。試験セットアップのサポートと分析は、ELISPOT、細胞培養、細胞内サイトカイン染色、フローサイトメトリーなど、さまざまな応用にご利用いただけます。

CreativePepTM ペプチドライブラリーは、多様なライブラリーに使用できます。

  • オーバーラップペプチドライブラリー
  • アラニンスキャニングライブラリー
  • トランケーションライブラリー
  • ランダムライブラリー
  • ポジションスキャンライブラリー

オーバーラップペプチドライブラリー

直鎖状連続エピトープマッピングに一般的に使用されるオーバーラップペプチドライブラリーは、特定の長さとオフセットでオーバーラップするペプチド配列のライブラリーを作製し、全天然タンパク質配列をカバーすることを目的とします。適切なペプチド長およびオフセット数をペプチドの適用に応じて選択します。この選択は、ペプチドセットのコストおよび試験結果の有用性にも影響を及ぼします。下記は、選択したアプリケーションの設計パラメータの一例です。

アプリケーション 長さ オフセット
ELISPOT    
CD4+およびCD8+T細胞エピトープマッピング 15-20 1-5
CD8+T細胞エピトープマッピング 8-15 1-5
MHC-ペプチド結合アッセイ 15 1-3
CD4+T細胞エピトープマッピング 9-10 1
CD8+T細胞エピトープマッピング    
B細胞エピトープマッピング
(「トランケーションライブラリー」参照)
5-20 1

ペプチド長とオフセット数の各組み合わせにおける潜在的影響のまとめ

オフセット数 短いペプチド配列 長いペプチド配列
短いオフセット数 1. 最も多くのペプチド合成を必要とする。 1. 多くのペプチド合成を必要とする。
2. ペプチドが短いほど合成が容易であり、しばしば純度が高くなる。 2. 長いペプチドは合成が困難で、純度が低くなることがある。
3. 複数のエピトープがヒットする確率が高い。 3. 複数のエピトープがヒットする確率が最も高い。
長いオフセット数 1. 必要となるペプチド合成が少ない。 1. 必要となるペプチド合成が最も少ない。
2. ペプチドが短いほど合成が容易であり、しばしば純度が高くなる。 2. より長いペプチドは合成がより困難であり、純度がより低くなることがある。
3. 複数のエピトープがヒットする確率が最も低い。 3. 複数のエピトープがヒットする可能性が低い。

適切なペプチド長とオフセット数を選ぶことの重要性を、図1の2つの極端な状況で示しています。例えば、オフセット2の10量体を選択した場合、少なくとも3つのペプチド配列がエピトープにまたがり(「ヒット」)、6つの10量体をつくる必要があります。オフセット4の6量体を選択すると、合成する必要のあるペプチドは少なくなりますが、仮説上のエピトープがHIKLMN配列に及んでいる場合のように、エピトープを完全に見逃してしまう可能性があります(以下参照)。

図1. ペプチドライブラリーの配列選択方法の例。点線の四角内の残基は、仮定上の活性部位またはエピトープにある。最後のペプチド配列は次の3つの要件をすべて満たす必要がある。(1)天然配列中に最後の残基を含んでいる。(2)「オフセット」数よりもアミノ酸のほうが多い。(3)残基数がエピトープを潜在的に形成できる最小数の6以上である。エピトープの同定に続いて、通常はペプチド配列の最適化および構造安定化によって、ペプチド配列の構造および機能の関係を実証する研究が行われる。代替配列のペプチドライブラリーを合成することが、配列最適化プロセスの支援となる。

図2. 配列の最適化のためにペプチドライブラリーを構築する際の各手法の概略。点線の枠で囲まれているのは、推定される必須位置である。 図1および2はCreative Peptidesの許可のもと転載しています。

A. アラニンスキャニングライブラリー
アラニンは、同定されたエピトープ中の各アミノ酸位置に体系的に置換されます。この手法では、活性に必須な天然配列中のアミノ酸を同定します。必須アミノ酸の置換はペプチド活性の低下をもたらし、活性の低下の程度は、通常、置換されるアミノ酸の重要性の相対的尺度として採用されます。
B. トランケーションライブラリー
C. ランダムライブラリー
ペプチド配列の選択された残基(ゆらぎ)は、全20種類のアミノ酸の混合物、または特定のアミノ酸の混合物で同時に置換されます。この手法は通常、活性のある配列のグループを予備的に同定するために用いられ、その後、最初の結果を確認するために再合成されます。
D. ポジションスキャニングライブラリー
選択したポジションまたはペプチド配列の位置はそれぞれ、活性の増加に応じて測定される位置において好ましいアミノ酸残基を決定するために、異なるアミノ酸で体系的に置換されます。
お客様のライブラリー設計要件についてのご相談は、当社の技術サポートチームまでご連絡ください。お客様が必要とするライブラリーフォーマットにあわせたペプチドリストを作成いたします。
 

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