JPH01158574A - 逐次的な高分子化合物の構築方法及び該方法により生成される生成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （目次） 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用及び発明の効果 実施例 方法の全体的な構成 実在している構造のＸＹＺマツプ 原子位置マツプ 残基型マツプ シェルマツプ 局在性マツプ エネルギ依存性マツプ エントロピ依存性マツプ ＸＹＺマツプをつくるシーケンス ＸＹＺマツプの更新 空間的分割 ライブラリ構築ブロック ライブラリブロックサイズ オーバーサイズのライブラリ成分 初期パスの選択 逐次的な構築ステップ ライブラリからの検索候補 空間的障害のチエツク 電荷と塩橋のチエツク 水素結合のチエツク 示性数選択ステップ 候補の最適化 示性数の推算 電気ポテンシャルからの寄与 水素結合の傾向 ファンデルワールス寄与 エントロピ寄与 角度依存性ひずみの寄与 水和作用の寄与 ダイナミックプログラミング バックトラッキング 初期化と終結 構築後の最適化 生成物の製造 他の実施例 （産業上の利用分野） 本発明は、自然に必ずしも存在しない構造を有する高分
子を速く製造することを可能にするため、蛋白質（およ
び同様な分子構造を有する他の生物材料）または他の高
分子を、人工的に、コンピュータの支援により製造する
方法に関する。

（従来の技術） 本出願の技術分野は、同じ出願人による米国出願（１９
８６年９月２日出願、Ｎｏ、９０２．９７０（登録）、
１９８６年９月２日出願、Ｎｏ、’９０２゜９７１（出
願中）および１９８６年４月６日、Ｎｏ。

３４．９６６（出願中））の開示に関連している。

本出願に開示された種々な新規な技術に関連していると
思われる種々の公知の技術とこの米国出願Ｎｏ、９０２
，９７８に最初に開示された新規な技術が、以下に論じ
られる。しかし、この節に論じられるすべてのアイデア
が必ずしも従来技術ではない。たとえば、論じられる個
々の特許と出版物は、それ自身発明概念の知識に基いて
発明概念と関連している可能性がある。さらに、以下の
議論は、種々の示唆される技術的代用案を示すように試
みているが、これらの代用案は必ずしも特許法での「従
来技術」ではないかもしれない。同様に本出願の「作用
および発明の効果」の欄には、従来技術の議論が、−殻
内に応用できる革新的な技術および／または最良と考え
られるモードの特殊な議論と混在している可能性がある
。従って、「作用および発明の効果」の欄の記載は、必
ずしも本出願に係る発明の範囲を定めるものではない。

蛋白質（すなわちポリペプチド）は、アミノ酸の線状高
分子である。蛋白質を生じる高分子化反応は各アミノ酸
から１分子の水の損失を生じるので、蛋白質は、アミノ
酸「残基」からなるとしばしばいわれる。自然の蛋白質
分子は、それぞれ異った側鎖を有する２０もの多くの異
った型のアミノ酸残基を含むことがある。蛋白質中のア
ミノ酸残基の特定のシーケンスが蛋白質の一次シーケン
スを定める。

蛋白質は、３次元構造に折りたたまれる。この折りたた
みは、アミノ酸のシーケンスとその蛋白質の環境によっ
て決定される。蛋白質の著しい性質は、蛋白質の３次元
的コンホーメーションに直接に依存する。従って、この
コンホーメーションが、酵素の活性または安定性、結合
する蛋白質の能力と特殊性、およびレセプタ分子の構造
的寄与を決定する。蛋白質分子の３次元構造は非常に重
要なので、蛋白質の３次元構造を安定化する手段が特に
必要であることは、長らく認識されていた。

蛋白質の３次元構造は、多くの方法で決定できる。おそ
らく、蛋白質の構造を決定する最もよく知られた方法は
、Ｘ線結晶学の技術の利用を含む。

この技術のすぐれたレヒュがたとえば「物理生化学Ｊ（
Ｐｈｙｓｉｃａｌ　　Ｂｉｏ−Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）（
Ｋ、Ｅ、バンホルデ（ｖａｎＨｏｌｄｅ）著、Ｐ　ｒｅ
ｎｔｉｃｅ　−Ｈａｌｌ　、ニューシャーシー（１９７
１）Ｘ特に２２１−２３９頁）に見出される。この技術
を用いると、３次元構造を非常に正確に明らかにできる
。蛋白質の３次元構造を調へるために、円二色性、光散
乱、放射エネルギーの吸収と放出を用いることもできる
（バンホルデ、同上）。さらに、蛋白質の構造は、中性
子回折や核磁気共鳴の技術を用いても決定できる（たと
えば、Ｗ、Ｊ、ムーア（Ｍｏｏｒ）著、物理化学（Ｐｈ
ｙｓｉｃａｌ　　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）第４版、Ｐ　ｒ
ｅｎｔｉｃｅ　−Ｈａｌｌ、−ニーシャーシー（１９７
２））。

多数の自然の蛋白質の３次元構造を調べると、多くの繰
り返しパターンが見出されている。最も共通に見出され
るパターンは、アルファらせん、平行ベータシートおよ
び反平行ベータシートである。この種の蛋白質のパター
ンのすばらしい記述が、Ｒ，ディッカーソン（１）　１
ｄｅｒｓｏｎ）等の蛋白質の構造と作用（Ｔｈｅ　　５
ｔｒｕｃｔｕｒｅ　　ａｎｄ　　Ａｃｔｉｏｎｏｆ　　
ＰｒｏむｅｉｎｓＸ　ｌ　９６９　）になされている。

各アミノ酸をこれらのパターンの中の一つに割当てると
、蛋白質の２次構造が決定される。蛋白質の２次構造の
らせん、シート及びターン（ｔｕｒｎ）が１まとめにな
って、蛋白質の三次構造となる。多くの蛋白質の三次構
造は、内部表面（蛋白質がふつう見出される水の環境か
ら離れる方向の表面）と外部表面（水の環境にすぐに接
している表面）を有するとして特徴付けることができる
。多くの自然の蛋白質の研究を通して、疎水性残基（ト
リプトファン、フェニルアラニン、チロシン、ロイシン
、インロイシン、バリン、メチオニンなど）が蛋白質分
子の内部表面に最もしばしば見出されることを研究者は
見出した。対照的に、親木性残基（アスパラギン酸塩、
アスパラギン、グルタミン酸塩、グルタミン、リシン、
アルギニン、ヒスチジン、セリン、トレオニン、グリシ
ン、プロリンなど）は、外部表面に最もしばしば見出さ
れる。アミノ酸のアラニン、グリシン、セリンおよびト
レオニンは、内部表面と外部表面の双方に同じ程度に現
れる。

蛋白質は、折りたたまれ、秩序のある状態と折りたたま
れず、乱れた状態との間で動的に平衡しテ１．％る。こ
の平衡は、一部は、蛋白質の構造を安定させようとする
アミノ酸残基の側鎖の間の相互作用を反映し、他方では
、分子の乱雑さを促進しようとする熱力学的力を反映す
る。

蛋白質の折りたたみを促進し触媒作用を与えるアミノ酸
側鎖相互作用は、２種類に分けられる。

この相互作用は、異ったアミノ酸残基の側鎖の間の弱い
力（たとえば水素結合）により生じ得る。この代り、こ
の相互作用は、２つのシスティンアミノ酸残基のスルフ
ヒドリル基の間の直接の共有結合により生じ得る。

蛋白質が合成されるとき、どのシスティン残基もある自
由スルフリル基（−５Ｈ）を与える。すぐに接している
２つのスルフリル基がゆっくり酸化されるとき、ジスル
フィド結合＜−５−Ｓ−）が形成され得て、このとき、
ポリペプチド鎖の架橋を生じる。この化学結合の形成は
、２つの「システィン」残基を１つの「シスチン」残基
にコンバートしたといわれる。従って、「システィン」
残基は「シスチン」残基と異なる。すなわち、前者の分
子は、水素と共有結合をしているイオウ原子を含むのに
対し、後者の分子は、別のイオウ原子と共有結合をして
いるイオウ原子を含む。

ジスルフィド結合は、蛋白質の折りたたまれた状態を折
りたたまれない状態に比べて安定化できる。ジスルフィ
ド結合は、２つのシスティン残基をすぐ近くに保持する
ことによりそのような安定化をなしとげる。ジスルフィ
ド結合がなければ、システィン残基は、折りたたまれな
い状態で短時間だけすぐ近くに配置される。折りたたま
れない状態のコンホーメーションエントロビー（無秩序
）のこの制限により、折りたたまれない状態が不安定に
なり、こうして平衡を折りたたまれた状態の方に移動さ
せる。ジスルフィド結合の折りたたまれた状態への影響
はさらに予想が困難である。この結合は、折りたたまれ
た状態の自由エネルギーを増加し、減少し、または影響
しない。折りたたまれた状態の自由エネルギーを増加す
ると、蛋白質の不安定化を生じ得る。これにより蛋白質
は折りたたまれないようになりやすい。重要なことに、
ジスルフィド結合に関係するシスティン残基は、蛋白質
の１次アミノ酸シーケンＺにおいて相互に近くに位置し
ている必要がない。

蛋白質の安定性を増加する１つの可能な方法は、新しい
ジスルフィド結合をその蛋白質内で生じさせることであ
る。従って、組換型ＤＮＡ技術の蛋白質安定化への一つ
の可能な応用は、蛋白質内のジスルフィド結合を生じる
システィン残基を導入することを含む。この導入には２
つの方法がある。

すなわち、（１）蛋白質においてふつう生じるアミノ酸
残基の置換−交換（ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　−ｅｘｃ
ｈａｎｇｅ）、または、（２）２つのアミノ酸残基の間
へのシスティン残基の挿入。

最近、研究者は、可能な架橋位置の適当さを評価する援
助として、コンピュータとコンピュータグラフィクス表
示を使用している。たとえば、Ｌ。

Ｊ、ベリー（Ｐｅｒｒｙ）とＲ，ウエツツエル（Ｗｅｔ
ｚ、ｅｌ）、サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）２２６．５
５５−５５７（１９８４）；Ｃ，Ｏ，ラボ（Ｒａｂｏ）
等、生化学（Ｂ　ｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）２５．５９
８７−５９９１（１９８６）；Ｒ。

ポット（Ｂｏｔｔ）等、欧州特許出願第１３０．７５６
ｑ；Ｌ、Ｊ、ベリーとＲ，Ｂ、ウェッツェル、生化学２
５．７３３−７３９（１９８６）およびＲ，Ｂ、ウエツ
ツェル、欧州特許出願第１５５，８３２号）。ウェッツ
エルと共同研究者により発展された方法は、蛋白質の３
次元コンホーメーションをコンピュータスクリーン上に
投影することと、ジスルフィド結合が蛋白質の構造に及
ぼす効果をシミュレートすることを可能にする。この方
法は、より安定な蛋白質の設計を容易にするけれども、
研究者は、なお、ジスルフィド結合のシスティン残基に
よって置換されるべきアミノ酸残基を選択せねばならな
い。このため、多くの推論作業と試行錯誤による解析が
なお必要である。従って、使用者がジスルフィド結合架
橋位置を選択するのを助ける方法がなお必要である。

（発明が解決しようとする課題） （ａ）ポリペプチドシーケンスと３次元構造本出願人の
米国特許出願第９０２．９７８号に広く論じられている
ように、蛋白質工学の分野は、活動が非常に高度でかつ
増大している分野である。

注文される抗体（または、ホルモン、酵素、レセプタ（
ｒｅｃｅｐｔｏｒ）、インヒビタ（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ
）、リプレッサ（ｒｅｐｒｅｓｓｏｒ）など）を製造す
る可能な能力は、診断、治療、研究の大変な効用をもた
らす。この分野の新しい能力は、ばく大な衝撃を生じう
る技術革命を約束する。

遺伝子工学は、いまや、本質的に任意のポリペプチド鎖
の日常的な製造を可能にしている。原理的に、標準的な
ペプチド単位の所望の任意のシーケンスは、ＤＮＡシー
ケンスを生成し、表わすことによりポリペプチド鎖とし
て製造できる（たとえば、大腸菌（Ｅ、　Ｃｏ１１）、
枯草菌（Ｂ、　５ｕｂＬｉｌｉｓ）、Ｓ、セレビシェ（
Ｓ、　Ｃｅｒｅｖｉｃｉａｅ）または他の酵母、または
哺乳類細胞）。たとえば、１９８７年の技術水準では、
適度の長さ（たとえば、２００ペプチド単位まで）の任
意の所望の単鎖のポリペプチドは、一般に、ポリペプチ
ドシーケンスの明細を受は取ってから６力月以内に製造
できる。

より長い鎖も日常的に製造できるが、時間の遅れか生じ
得る。コスト、遅れ、信頼性および利用できる複雑さは
、すべて非常に急速に改善されている。

注意すべきことに、前のバラグラフは任意の所望の蛋白
質によりむしろ任意の所望するポリペプチドユニットに
関連している。すなわち、ポリペプチドの本質的に任意
のシーケンスが線状ポリペプチドとして日常的に製造で
きる一方、所望の３次元コンホーメーションをとるポリ
ペプチドシーケンスを設計するための共通に利用できる
方法はない。周知のように、蛋白質の３次元構造は、そ
の作用にとって決定的である。たとえば、Ｇ、シュルツ
（Ｓｈｕｌｔｚ）とＲ，シルク（Ｓ　ｃｈ　ｉｒｍｅｒ
）著の蛋白質構造の原理（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　　ｏ
ｆ　　Ｐｒｏｔａｉｎ　　５ｔｒｕｃｔｕｒｅＸ　ｌ　
９７９　）参照。

このように、利用できる製造技術は、設計技術をはるか
に越えている。ポリペプチドシーケンスの数は非常に大
きいので（各ペプチド単位に２０の共通の側鎖残基が可
能である）、ランダムな変化は、所望の３次元構造の活
性蛋白質を得るための経済的なやり方ではない。遺伝子
工学技術の十分な利益は、３次元構造が人工的に設計さ
れたペプチドシーケンスから生じることを確信を持って
予言できるようになってはじめて理解されるだろう。

〈抗体〉 この革命の衝撃がまもなく生じそうな一つの分野は、抗
体の分野の中にある。抗体は、非常に特殊な親和力を有
する結合性蛋白質であり、多くの目的のために利用でき
る。たとえば、注文されている抗体は、体内の任意の所
望の作用物質の存在を検出するために利用できる。すな
わち、特定の巨大分子に適合した相補性決定領域を有す
る抗体は、その巨大分子の存在を極度に高い感度で検出
するために利用でき、そして、原理的に、はとんど任意
の巨大分子に対する特定性を有する抗体を設計すること
は可能である。さらに正確には、抗体はその相補物の表
面コンホーメーションに適合するので、表面の十分小さ
い任意の範囲内に異った表面フンホーメーション（また
は異った特性）を有する任意の二個の巨大分子は、適当
に目的とされた抗体によって原理的に区別される。従っ
て、この３次元的性質は、非常に似た分子を同定し、分
離（区別）するために使用できる。たとえば、ガン細胞
を正常な細胞と区別するために使用できる。

従って、極端な特定性を有する治療または診断の尺度と
して利用できる。たとえば、もし所望の抗原（たとえば
特定の型のガン細胞）に特定される抗体が生産できると
、その抗体巨大分子は、正常細胞を攻撃することなく、
たとえば目的の抗体を選択的に攻撃する毒素または短命
の放射性種と結合できる。

抗体は、ふつう、他の複雑な蛋白質構造と同様に、一つ
または多数のコンパクトな蛋白質ドメインからなる。典
型的な抗体構造では、１２のそのようなドメインがある
。

抗体は、対応する抗原と選択的に結合できる２個の活性
領域（ｒＦ　ｖＪ領領域して知られる）をふつう含む。

各Ｆｖ領領域、「可変短鎖Ｊ（Ｖａｒｉａｂｌｅ−１ｉ
ｇｈｔ）部分ＶＬによって定められる活性位置と、「可
変長鋼」（Ｖａｒｉａｂｌｅ　−Ｈｅａｖｙ）部分ｖＨ
によって定まる活性位置を含む。「可変短鎖」部分ＶＬ
は、一つのポリペプチド鎖の一部からなり、「可変長鎖
１部分Ｖ□は、他のポリペプチド鎖の一部からなる。

各ドメインは、主にコンパクトな３次元構造を作るよう
に折りたたまれた単独のポリペプチド鎖からなる。各ｖ
Ｌドメインと各ＶＨドメインは、外へ伸びる三本のルー
プをも有する。このループは、アミノ酸シーケンスと３
次元コンホーメーションとがその抗体がどんな抗原構造
と選択的に結合するかを決定するので、［相補−決定領
域Ｊ（ＣＤ　Ｒ）として知られている。（一方、このル
ープは、時には、［超可変領域Ｊ（ｈｙｐｅｒｖａｒｉ
ａｂｌｅ　　ｒｅｇｉｏｎ）ともいわれる。）典型的に
は、ドメインの本体は、約１１５個の残基（すなわち、
ポリペプチド鎖内に結合した約１１５個のアミノ酸残基
）を含み、ＣＤＲループは、それぞれ、約５〜１５個の
残基を含む。

各Ｆｖ領領域、そのＦｖ領領域ＶＬドメインとＶＨドメ
インに結合した２つのドメイン（ＣＬドメインとＣ１ｌ
＋ドメイン）と結合する。（この４ドメイン（ＣＬ　、
　Ｃｓ　、　、　Ｖ　Ｌ、　Ｖ　Ｈのドメイン）の組は
、まとめてｒＦａｂＪフラグメントという。従って、抗
体構造は、２個のＦａｂフラグメントを含む。）さらに
、抗体は、「ＦＣ」フラグメントとまとめて名付けられ
る４個のドメインも含む。このＦｃフラグメントは、（
ＣＨ□ドメインとＣ）１３ドメインとして知られる）さ
らに２対のドメインを含む。こうして、自然の構造では
、各ＶＬドメインは、ｃＬドメインとともに鎖をなし、
各ＶＨドメインは、３個の０１ドメインと鎖をなす。

〈ポリペプチド鎖の折りたたみ〉 蛋白質の構造の大規模な構成ブロンクとなるドメインは
、自然ではポリペプチド鎖の適当な折りたたみにより生
成される。あるポリペプチド鎖がどのように折りたたむ
かを予言することは容易ではない。というのは、どのポ
リペプチド鎖も一つ以上の可能な折りたたみ法を有しう
るからである。

さらに、所望の３次元構造から、その構造を作るように
折りたたむポリペプチドシーケンスへ戻すことは、少く
とも困難といえる。

Ｅ以下余白］ 〈開始点としての自然のシーケンス〉 この問題を単純にするためにふつう用いられる一つの手
法は、既知の自然の蛋白質の構造を開始点として用いる
ことである。これは、抗体の場合に特に魅力的である。

というのは、ＣＤＲルーズにつながる構造の骨組は、抗
体において比較的−定だからである。このため、抗体を
注文で作るため、若干の研究者は、既知の抗体構造をま
ねた構造骨組から出発し、所望の仕様を得るためにＣＤ
Ｒループのみを修正することを提案している。しかし、
このアプローチは、他の型の蛋白質には有用でないかも
しれない。即ち、抗体は、蛋白質構造の残りから非常に
容易に区別できる「超可変」（ｈｙｐｅｒｖａｒｉａｂ
ｌｅ）（ｃ　Ｄ　Ｒ）部分を有する点で特殊である。

抗体のＣＤＲ部分に対して可能な限定された修飾は有用
である。しかし、蛋白質の修飾のより一般的な問題は、
非常に難しい。蛋白質の折りたたみの決定因子はよくわ
かっていないので、蛋白質構造を（意味がある程度にま
で）修飾する場合に、修正された蛋白質が正しく折りた
たまれない大きな危険性、すなわち、修飾されたポリペ
プチドシーケンスが所望の３次元構造を生じないという
大きな危険性を生じないようにすることは微妙な問題で
ある。

ジョーンズ（Ｊ　ｏｎｅｓ）とサラツブ（Ｔｈｉｒｕｐ
）著「蛋白質モデルの建設と結晶学における既知の下部
構造の使用Ｊ　（Ｓ　　ＥＭＢＯＪ、８１９（１９８６
））は、所望のコンホーメーションを有する構造の設計
において有用なコンホーメーションの既知７ラグメント
を利用する試みを述べている。

モリソン（Ｍｏｒｒｉｓｏｎ）ら著「キメラ的な人の抗
体分子；人の一定領域のドメインを有するねずみの抗原
結合性ドメインＪ（８１Ｐｒｏｃ、　Ｎａｔ’ｌ　　Ａ
ｃａｄ　　Ｓｃｉ　　ＵＳＡ　　６８５１（１９８４）
）は、抗体修飾の初期の実験を述べている。同様な研究
は、ブーリアン（Ｂｏｕｌｉａｎｎｅ）等［機能性のキ
メラ的なねずみ／人間抗体の生産Ｊ（３１２Ｎａｔｕｒ
ｅ　　６４３（１９８４））に報告されている。

〈折りたたみを予想する試み〉 以上に議論した問題に対して重要な注意が払われている
。

プルッコレリ（Ｂ　ｒｕｃｃｏｌｅｒｉ）とカブラス（
Ｋ　ａｒｐｌＵＳ）著［−様なコンホーメーションのサ
ンプリングによる短いポリペプチドセグメントの折りた
たみの予想Ｊ　（２６Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓｌ　３７
（１９８７））は、ホモロジーモデリングの問題、すな
わち、同様な３次元構造を有する相同蛋白質の７アミリ
ーの構成員が与えられている場合に、そのシーケンスか
ら折溝成員の構造を予想する問題に対するアプローチを
述べている。この論文は、特に、ポリペプチドのコンホ
ーメーション空間を十分にサンプリングする問題を議論
する。この論文における一つの提案は、試すべき仮定の
数を制限するために多くの中間点での試験を利用するこ
とである。

この論文は、エネルギーの寄与を評価するために使用で
きるプログラム（ＣＨＡＲＭＭ）を用いる。

この論文は、抗体の注文に適合することについての特殊
な議論も含む。

バーロウ（Ｂａｒｌｏｗ）ら著「相同三元構造の解析と
新規な蛋白質の設計」（Ｐｒｏｔｅｉｎ　　Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（ｅｄ、　　Ｉ
ｎｏｕｙｅ　　＆　　Ｓａｒｍａ　　ｌ　９８６）ｐ、
２９）は、ポリペプチド設計の出発点として既知のポリ
ペプチド構造のデータベースを使用することを提案する
。

ゲラオフ（Ｇｅｔｚｏｆｆ）ら「巨大分子の認識と再設
計のための構造の関連」（同上、ｐ、４１）は、ポリペ
プチド構造の決定因子の非常によいレビューであり、シ
ーケンスからコンホーメーションを予想し、そしてポリ
ペプチド構造を修飾する場合に、この決定因子をどのよ
うに考慮できるかについての多くの提案を含む。

ブランデル（Ｂ　１ｕｎｄｅｌｌ）ら著「蛋白質構造の
知識をベースとした予想と新規分子の設計Ｊ（３２６Ｎ
ａｔｕｒｅ　　３４７（１９８７））も、シーケンスか
らのコンホーメーションの予想とポリペプチド構造の修
飾において構造の決定因子をどのように考慮できるかに
ついての提案を有する。

スノー（Ｓ　ｎｏｗ）とアムゼル（Ａｍｚｅｌ）著「ア
ミノ酸置換による蛋白質構造の３次元変化の計算」（１
Ｐｒｏｔｅｉｎｓ　　２６７（１９８６））は、最適化
の次のレベルとして、すなわち、最初にブロックを付加
しまたは鎖を構成した後の最適化のために任意に使用で
きるひねり（Ｌｗｅａｋｉｎｇ）段階についてのよい背
景を与える。

モールド（Ｍｏｕｌｔ）とジエームズ（Ｊ　ａｍｅｓ）
著「系統的探索による蛋白質中のポリペプチドセグメン
トのコンホーメーションの決定のためのアルゴリズムＪ
（ｌ　　Ｐｒｏｔｅｉｎ　　１４６（１９８６年の日付
であるが１、実際には１９８７年４月頃の出版と思われ
る））は、題目が示すように、既知のシーケンスのコン
ホーメーションを見出す方法を述べる。

欧州特許第０１５５８３２号は、安定性を増すためにジ
スルフィド結合を導入して既知の蛋白質構造を修飾する
ことを述べる。この特許出願の発明者は、ロナルド　ウ
エツツエル（Ｒｏｎａｌｄ　　Ｗｅｔｚｅｌ）である。

ベリー（Ｐ　ｅｒｒｙ）とウエツツェル（Ｗｅｔｚｅｌ
）著［Ｔ４リゾチームへのジスルフィド結合技術：熱的
不活性への蛋白質の安定化Ｊ（２２６５ｃｉｅｎｃｅ　
　５５５（１９８４））も、安定性を増すためにジスル
フィド結合を導入して既知の蛋白質構造を修飾すること
を述べる。

〈単鎖抗体〉 第９０２，９７８号特許出願は、蛋白質構造のより重要
な修飾の方法を広く教える。その中には、単独ポリペプ
チド鎖としての抗体のＦｖ部分の構築法がある。この教
えは、比較的低いコストで急速に製造できるように結合
性蛋白質を設計することを可能にした。別の教えでは、
適当な「リンカ−」（ｌｉｎｋｅｒ）ポリペプチドシー
ケンスを選択することにより（たとえば、実験的に決定
されたポリペプチドシーケンスのデータベースから最適
に選択するエキスパートルール（ｒｕｌｅ）ベースを用
いることにより）行うことができる２鎖（ＶＬとＶ□）
構造の修飾がある。選択されたリンカ−の既知のコンホ
ーメーションは、ふつうＦｖ領領域部分である２つの離
れたポリペプチド鎖における端末基の間の結合を可能に
する。こうして、ｖＬとＶ８のグループおよびリンカ−
の既知のシーケンスの結合に基づいたシーケンスを有す
る新しいポリペプチド構造が定義できる。この新構造は
、こうして特定されたポリペプチド鎖が所望の蛋白質構
造にうまく折りたたまれないという危険を著しく減らし
て製造できる。

〈類似の構造の範囲〉 当業者に認識されているように、注文される抗体の合成
に応用できる多くの考慮は、より複雑な蛋白質の合成や
、他の型の類似した複雑な分子にも適用できる。多くの
そのような複雑な構造が、もし製造できるならば、非常
に有用であることも認識されている。しかし、初期の設
計道具ではこの同じ問題は、利用可能な作成技術の使用
を妨げていた。

たとえは、より複雑な蛋白質構造では、しばしば、金属
イオンが、主としてポリペプチド構造である構造と結合
している（そのような分子では、ポルフィリン構造も、
その金属イオンをポリペプチド構造にリンクするために
結合されうる。）この型の周知の例は、ヘモグロビンと
シトクロームを含む。この−殻内な（すなわち金属イオ
ンと大きなポリペプチドシーケンスを含む）構造は、非
常に多くの酵素に生じ、当業者に周知であるよように、
多くの生物学的に意味があるプロセスにおいて重要であ
る。

他の例として、グリコプロティン（炭水化物構造と結合
した折りたたまれたポリペプチド部分を含む）は、生物
学的に非常に重要な種類の化合物である（たとえば、こ
れらは、ビールスの被膜（Ｃｏａｔ）の共通の構成要素
である。）。リポプロティン（脂質分子と結合しＩ；１
以上のポリペプチドシーケンスを含む）も生物学的に非
常に重要である。

これらの種類の化合物をまねることができることが望ま
しい。

さらに、周知のように、他の有機付加物または無機付加
物を含むことにより「蛋白質」構造の機能を修正するこ
とも可能である。たとえば、レーニンガ（Ｌ　ｅｈｎ　
ｉｎｇｅｒ）著「生化学の原理Ｊ（１９８２）参照。

さらに、多くのより複雑な構造が、ジスルフィド結合で
（または別の方法で）相互に結合されたポリペプチドの
多くの鎖により形成される。ある場合には、大規模な構
造の蛋白質が多数のドメインを含み、各ドメインは、相
互に折りたたまれたポリペプチド短鎖（またはその一部
）から主になる。

このドメインは、ポリペプチド短鎖のシーケンスにおい
て隣接する異った部分から形成されうるし、または、離
れたポリペプチドシーケンスが、ジスルフィド結合（ま
たは、水素結合のような種々の非共有結合や疎水性相互
作用）により結合されうる。一つの（または複数の）ポ
リペプチドシーケンスから３次元構造を予想する問題は
なお残っており、多くのポリペプチド鎖を含みうる大き
な構造では、特に難しい。

さらに、より複雑な構造でさえ、相互に集まった多数の
ポリペプチドドメイン（または類似のドメイン）の集合
から形成される（ビールスの被膜はたとえばこの型であ
るかもしれない。）。この種の構造に適合する成分を合
成する能力も、非常に望ましい。同様に、蛋白質／核酸
複合体も無限の潜在する重要性があり、そして、ポリペ
プチド構造を注文で作る能力は、そのような複合体に入
力を設計する可能性を与える。

このように、本出願におい、ては、「蛋白質」構造また
は「ポリペプチド」構造というときは、一般に、同様な
構造（たとえば、リポプロティン、グリコプロティン、
他の有機グループまたは無機グループを付加した蛋白質
、多数の鎖のポリペプチド構造および多数のドメインの
ポリペプチド構造（たとえば、大きな酵素やビールス）
）にも適用できる。

これらのすべての場合に、ポリペプチドシーケンスを３
次元構造の予想に関連することに関する同様な問題があ
る。

本発明は、以下に議論するように、所望の３次元構造の
人工的な製造において重要な革新を提供する。本発明は
、最も直接にかつ特に抗体に応用できるが、類似のポリ
ペプチド構造や他の壓の巨大分子にも同様な応用が期待
される。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するため、（１）実質的に
前もって決定されるコンホーメーションを伴った、実質
的に前もって決定されるポリペプチド部分を含む構造を
修飾するための、コンピュータによって支援される、逐
次的な高分子化合物の構築方法であって、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性
に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
って決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
逐次的に増加して特定し、上記アミノ酸残基が、上記局
在性の付加的な特性との適合のために選択され、上記ア
ミノ酸残基が、重複しているオリゴペプチドのブロック
の検査によって選択され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
し、かつ少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられ、
実質的に前もって決定される構造のいくつかのポリペプ
チド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （２）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹ２座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な非空
間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、上
記の前もって決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、２つまたはこ
れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
、上記残基が、上記局在性の付加的な特性との適合のた
めの、エキスパートシステムに基づくルールによって、
（少なくとも部分的に）選択され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
し、かつ少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられ、
実質的に前もって決定される構造のいくつかのポリペプ
チド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （３）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
って決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、１つまたはこ
れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
、上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のアミノ酸
残基の実質的にすべての強制的な組み合わせを含む）、
長さｎ（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一組のオリ
ゴペプチドシーケンスを含み、かつ、 ■水素結合の傾向と、 ■局在性電荷と、 を含む上記各オリゴペプチドのシーケンスのための情報
をも含むライブラリから選択され、上記ブロックが、上
記局在性の付加的な特性との適合のために（少なくとも
部分的に）選択され、Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって
特定される構造に従ってポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （４）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
って決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、１つまたはこ
れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
、上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のアミノ酸
残基の実質的にすべての強制的な組み合わせを含む）、
長さｎ（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一式のオリ
ゴペプチドシーケンスを含むライブラリから選択され、
上記ブロックが、上記局在性の付加的な特性との適合の
ために（少なくとも部分的に）選択され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （５）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定される部分を含むポリ
ペプチド構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
って決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
逐次的に増加して特定し、上記アミノ酸残基が上記局在
性の付加的な特性との適合のために選択され、上記アミ
ノ酸残基が、各残基の位置における候補の最終的な選択
の前に、候補のルールに基づく選択候補の中間的な数値
的最適化の両方を応用する方法によって選択され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （６）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
に対応する情報をも含むフォーマットの中に、上記の前
もって決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
逐次的に増加して特定し、 上記アミノ酸残基が、上記局在性の付加的な特性との相
補性を含む規準に関して選択され、上記アミノ酸残基が
、 ■初期候補セットを定義するためにライブラリからデー
タを検索し、 ■上記初期候補セットを、（４より少ないタイプの上記
付加的な特性を含む）上記付加的な特性の適当なサブセ
ットを用いて、上記サブセット中の特性に関して受容で
きない不調和をもたらす候補を除去し、これによって縮
小された候補セットを提供するために、えり抜き、　　
・■上記の縮小された候補セットをランク付けし、そこ
で、さらに縮小された候補セットを提供するために低ラ
ンクの候補を除去し、 ■各々の最も有効な適合をみつけるために、上記のさら
に縮小された候補セットのメンバーの調節可能なパラメ
ータを最適化し、 ■上記のさらに縮小された候補セットを再度ランク付け
し、そこで、なおさらに縮小された候補セットを提供す
るために、低ランクの候補を除去し、 ■結合の中で受容できる適合を与える候補のンーケンス
を選定する、 といったサブステップを含む方法によって選定され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （７）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹ２座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
に対応する情報をも含むフォーマットの中に、上記の前
もって決定される部分をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
逐次的に増加して特定し、 上記アミノ酸残基が、上記局在性の付加的な特性との相
補性を含む規準に関して選択され、上記アミノ酸残基が ■初期候補セットを定義するためにライブラリからデー
タを検索し、 ■上記の候補セットをランク付けし、そこで、縮小され
た候補セットを提供するために低ランクの候補を除去し
、 ［３］そして、結合の中で受容できる適合を与える候補
のシーケンスを集合的に選定する、といったサブステッ
プを含む方法によって選定され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
し、かつ少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられる
実質的に前もって決定される構造のいくつかのポリペプ
チド部分にも対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （８）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
って決定される部分をマツプ化し、　　　、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
逐次的に増加して特定し、 上記アミノ酸残基が、上記局在性の付加的な特性との相
補性を含む規準に関して選択され、上記アミノ酸残基が ■初期候補セットを定義するためにライブラリからデー
タを検索し、 ■上記の候補セットをランク付けし、そこで、さらに縮
小された候補セットを提供するために低ランクの候補を
除去し、 ■各々の最も有効な適合をみつけるために、上記のさら
に縮小されｔ；候補セットのメンバーの調節可能なパラ
メータを最適化し、 ■上記のさらに縮小された候補セットを再度ランク付け
し、そこで、なおさらに縮小された候補セットを提供す
るために、低ランクの候補を除去し、そこで候補のシー
ケンスを選択し、といったサブステップを含む方法によ
って選定され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （９）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な非空
間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、上
記の前もって決定される部分をマツプ化し、 ｂ）グラフィックインターフェースにおいて、実在して
いる構造と上記の付加された残基の３次元関係を含んで
いる情報をユーザーに役立たせ、かつ上記構築ステップ
の次の増加分のための候補残基のランク付けを実行する
、相互作用的なコンピュータ処理手順を用いて、実在し
ている構造の上に付加される、２つまたはこれより多い
アミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
方法、 （１０）ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸ
ＹＺ座標に対応する情報を含むとともに、局在性の非空
間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、実
質的に前もって決定されるコンホーメーションを伴った
、実質的に前もって決定されるポリペプチド部分を含む
構造をマツプ化し、ｂ）実在している構造の上に付加さ
れるアミノ酸残基を逐次的に増加して特定し、上記アミ
ノ酸残基が上記局在性の付加的な特性との適合のために
選択され、上記アミノ酸残基が重複しているオリゴペプ
チドブロックの検査によって選択され、Ｃ）上記ステッ
プ（ｂ）によって特定される構造に対応するアミノ酸残
基のシーケンスの仕様を出力する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
るプロセス、 （１１）ａ）前もって決定される原子部分のＸＹＺ座標
に対応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性
に対応する情報をも含むフォーマット中に、実質的に前
もって決定されるコンホーメーションを伴った高分子構
造をマツプ化し、ｂ）実在している構造の上に付加され
るモノマーを逐次的に増加して特定し、上記モノマーが
上記局在性の付加的な特性との適合のために選択され、
上記モノマーが重複しているブロックの検査によって選
択され、上記各ブロックが、小さい数の上記モノマーの
結合として前もって定義され、Ｃ）上記ステップ（ａ）
と（ｂ）とによって特定される、ようにポリマー構造を
合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
るプロセス、 （１２）ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸ
ＹＺ座標に対応する情報を含むとともに、局在性の非空
間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、実
質的に前もって決定されるコンホーメーションを伴った
、実質的に前もって決定されるポリペプチド部分を含む
構造をマツプ化し、ｂ）実在している構造の上に付加さ
れるアミノ酸残基を逐次的に増加して特定し、上記アミ
ノ酸残基が上記局在性の付加的な特性との適合のために
選択され、上記アミノ酸残基が重複しているオリゴペプ
チドブロックの検査によって選択され、Ｃ）上記ステッ
プ（ｂ）によって特定される構造に対応するとともに、
少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられる実質的に
前もって決定される構造のいくつかのポリペプチド部分
に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、コンピュータによって支援さ
れるプロセスによって生成される生成物、（１３）ａ）
前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標に対
応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性に対
応する情報をも含むフ才−マット中に、実質的に前もっ
て決定されるコンホーメーションを伴った、実質的に前
もって決定されるポリペプチド部分を含む構造をマツプ
化し、ｂ）実在している構造の上に付加される、２つま
たはこれより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して
特定し、上記残基が上記局在性の付加的な特性との適合
のための、エキスパートシステムに基づくルールによっ
て、（少なくとも部分的に）選択され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
るプロセスによって生成される生成物、（１４）ａ）前
もって決定される部分のＸＹＺ座標に対応する情報を含
むとともに、局在性の非空間的特性に対応する情報をも
含むフォーマット中に、実質的に前もって決定されるコ
ンホーメーションを伴った、実質的に前もって決定され
るポリペプチド部分を含む構造をマツプ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、１つまたはこ
れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
、上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のアミノ酸
残基の実質的にすべての強制的な結合を含む）、長さｎ
（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一式のオリゴペプ
チドシーケンスを含み、上記ブロックが、上記の局在性
の付加的な特性との適合のために（少なくとも部分的に
）選択され、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
るプロセスによって生成される生成物、（１５）ａ）前
もって決定される部分のＸＹＺ座標に対応する情報を含
むとともに、局在性の非空間的特性に対応する情報をも
含むフォーマット中に、実質的に前もって決定されるコ
ンホーメーションを伴った、実質的に前もって決定され
るポリペプチド部分を含む構造をマツプ化し、 ｂ）グラフィックインターフェースにおいて、実在して
いる構造と上記の付加された残基の３次元関係を含んで
いる情報をユーザーに役立たせ、かつ上記構築ステップ
の次の増加分のための候補残基のランク付けを実行する
、相互作用的なコンピュータプロセスを用いて、実在し
ている構造の上に付加される、２つまたはこれより多い
アミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し、 Ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で伊え
られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
るプロセスによって生成される生成物、を提供する。

（作用及び発明の効果） この節では、本出願に実在する革新的な様々な教えを説
明し、各教えの効果を述べる。もちろん、この節のすべ
ての説明が本発明の必要な特徴を定義しているのではな
い。なぜなら、（１）以下の説明の色々な部分が、開示
された革新的な実施例の若干の（しかしすべてではない
）種類に関連している。（２）以下の説明の様々な部分
が、開示された革新的な関連するが、この出願の特許請
求の範囲には記載されていない。（３）以下の議論の種
々の部分は、（米国特許法により必要な）「最良実施例
」に特に関連し、従って、実施例のこの下位分類に特に
関連するが、必ずしも特許が請求された発明に必要な部
分ではない。（４）以下の議論は、一般に全くヒユーリ
スティックであり、従って、実施例の個々の下位分類の
特徴と効果と一般に本発明に固有の特徴と効果とを明白
に区別せずに個々の点に焦点を合わせる。

本出願において新しく開示された方法は、蛋白質、蛋白
質と他の分子との複合体、および他の巨大分子の注文に
適合することを可能にする方向へさらに一歩進めたもの
である。

〈単鎖の再構成〉 本出願で新しく開示される方法は、米国特許出願第９０
２．９７８号において教えられる方法のように、実在す
る条鋼蛋白質構造を、所望の３次元構造（コンホーメー
ション）を生じる折りたたみの確率の大きい単鎖ポリペ
プチドシーケンスとして再特定することを可能にする。

本発明は、一つの見地では、その方法の改良であり、所
望のコンホーメーションを生じるように折りたたむポリ
ペプチドシーケンスを定めるより大きな確率を生じる。

しかし、本出願は、さらに著しく広範囲の応用ができる
。一般に、本発明は、ポリペプチド構造を注文で作る一
般的な方法を提供する。また、本出願は、安定性を改良
し、活性（または他の機能的性質）を変化および／また
は改良するために、実在するまたは部分的に設計された
ポリペプチド構造を修飾する一般的方法を提供する。

く他の結合性蛋白質〉 他の種類の実施例では、他の結合性蛋白質が生成される
。たとえば、「超特定４（Ｓｕｐｅｒ−ｓｐｅｃｉｆｉ
Ｃ）の抗体が、たとえば境を接するまたは結合された２
個のＦｖ溝構造４ドメイン）を用いて、単独活性位置に
６個以上のＣＤＲループを結合して構成できる。（Ｖｔ
ドメインとＶＨドメインの自然の結合におけるように）
６個のＣＤＲループが、大部分の抗原確認作業を行うの
に原理的に十分でありうるが、一方、より多いＣＤＲル
ープを用いておよび／または物理的により活性部位領域
を用いて設計する能力は、抗体設計者にとって、他の巨
大分子への不要な相補性も招くことなく、設計された構
造にファーストパス（ｆｉｒｓｔ−ｐａｓｓ）の機能性
を達成するより良い機会を与えることができる。

〈逐次構築〉 本出願の革新的な教えの一つは、逐次法が注文で作られ
るポリペプチドシーケンスの設計に使用されることであ
る。たとえば、米国特許出願第９０２．９７８号の主な
好ましい実施例（抗体のｖＬ部分とＶＨ部分が「リンカ
−」シーケンスを付加することにより単独のポリペプチ
ドシーケンスとして再構成される）などの実施例では、
本出願は、リンカ−が逐次法によって構成されることを
教える。この逐次法では、ペプチド単位は、繰り返し候
補のセットを選択しつつ、一つずつ、または若干側の単
位のグループで同時に付加される。対照的に、米国特許
出願第９０２．９７８号に開示された主な実施例は、種
々の選択側の下でポリペプチド結合を実質的に一単位と
して選択する。こうして、本出願で新しく開示された実
施例は、広く増大した能力を示す。この能力は、この種
の問題に適用できるだけでなく、巨大分子のポリペプチ
ド構造のより根本的な創造にも応用できる。

この逐次法は、コンピュータの時間を節約するだけでな
く、別の機能の達成も可能にする。

〈安全性改良〉 ここに述べる革新的方法は、実在するコンホーメーショ
ンを単鎖構造として再特定することを可能にするだけで
なく、他の目的のために特定された修飾も可能にする。

たとえば、開示された革新的方法は、部分的に予め決定
されたポリペプチド構造の安全性の改良を可能にする。

すなわち、逐次構築法は、付加したポリペプチドシーケ
ンス内の各ペプチドブロックに対してより多くのパラメ
ータを考慮することを可能にする。こうして、付加され
た構造は、実在する構造への結合と全エネルギーの極小
化のためにさらに良く最適化できる。

所望のコンホーメーションがエネルギー的に有利である
ことはそのコンホーメーションが対応スるポリペプチド
シーケンスから必ず生じることを厳密には保証しないが
（折りたたみプロセスには非常に多くのステップがある
ので）、この有利性は、そのポリペプチドシーケンスが
実際に所望のコンホーメーションを生じるように折りｔ
；たむ可能性を大きくする。与えられたコンホーメーシ
ョンがより予想可能になり、よりエネルギー的に有利に
なるにつれ、ポリペプチドがそのコンホーメーションに
達したときにそのコンホーメーションにとどまる見込み
が大きくなる。

このように、本出願は、修飾されたポリペプチド構造の
エネルギー的な最適化を改善する。この改善されたエネ
ルギー的最適化は、安定性を予想可能なように改善し、
また、特定されたポリペプチドシーケンスが実際に所望
のコンホーメーションに折りたたむ可能性を予想可能な
ように改善する。

〈折りたたみを広げるときの幾何的因子〉本発明は、折
りたたまれたコンホーメーションの幾何学的な安全化に
寄与できる。すなわち、本発明の少なくとも若干の実施
例は、コンホーメーションの表面を横切って引き出され
た実在するポリペプチドをコンホーメーションへの付加
を可能にする。このため、引き続き付加されるユニット
が、シーケンスで隣接していない下にあるユニットに（
たとえば水素結合により）結合する。（もちろん、その
代わり、この付加された構造は、必要ならば、空間を通
って引き出される。）こうして、本発明の若干の実施例
において、付加されたペプチドシーケンスは、ジスルフ
ィド結合によりなされる安定化機能と若干似た安定化機
能を示すことを可能にする。（ジスルフィド結合は、あ
る蛋白質構造では、ｌまたは多数のポリペプチド鎖の離
れた領域を共有結合で一緒に結合し、これによりいった
ん正しく折りたたんだ構造を維持するのに役立つ。）た
とえば、コンホーメーションの最初に特定された部分が
（ふつうそうであるように）ベータシート構造の部分（
すなわち、ポリペプチド鎖が前後にループをつくって平
行または反平行に配列した若干のストランドを形成する
場所）を含むところで、本発明の若干の実施例では、付
加されたペプチド残基がベータシートの異なったシーケ
ンスから実在する残基へ、すなわち（所望の折りたたま
れたコンホーメーションにおいて）物理的に近接してい
るが、シーケンスで隣接していない実在する残基へのリ
ンクをシーケンス的に形成することを可能にする。従っ
て、本発明は、折りたたまれたコンホーメーションがエ
ネルギー的に全体としてより有利でありまた（折りたた
みの）拡がりへのエネルギーバリアが増大する（実在す
る構造への付加されたユニットの結合が最初に破壊され
るので）ような構造の構成を可能にする。

鎖の折りたたみの力学は、周知の熱力学的制限に従う。

温度が増加すると、エントロピー項の重要性が増加し、
鎖の拡がりがますます生じやすくなる。このため、蛋白
質は、一般に、単に加熱するだけで拡げられうる。鎖の
折りたたみからのエンタルピーの寄与が大きくなるにつ
れ、鎖が低温で拡がる傾向が小さくなる（すなわち、よ
り高温まで鎖が拡がり構造がその機能性を失うことに抵
抗できる。）。このように、本発明による一つの効果は
、実在するポリベプチドコンホーメーションハ、（実在
スルコンホーメーションへの新ユニットの結合から、新
ユニットと周りの溶液の間の付加される界面から、およ
び周りの溶液の界面からの古いユニットの除去を可能に
する）全体のエネルギーの寄与がリーズナブルに有利で
あるように、または少なくとも全体として不利でないよ
うに、実在するポリペプチドコンホーメーションが、そ
の表面にユニットを逐次的に付加することにより修飾で
きることである。こうして、リーズナブルに有利な折り
たたみの力学が使用できる。

く「エキスパートアシスタント」実施例〉本発明の別の
面では、好ましく使用される逐次法は、単独で動作して
いるエキスパートシステムのコンピュータに使用できる
だけでなく、［エキスパートアシスタント」型のオペレ
ーションにも使用できる。現在、これが、オペレーショ
ンの最も好ましいモードである。すなわち、この型のオ
ペレーションのモードにおいて、エキスパートシステム
は、仮定を評価し、候補が一般に選択されると最適化を
実行し、その与えられた候補のためのパラメータを導き
、その他、決定を大きく早め決定の質を改善し、一方、
人間のエキスパートの大規模な方向と洞察の利益をも有
する。

く計算の負担の最小化〉 好ましく使用される最適化プロセスは、多くのステップ
を含みうるプロセスの各ステップで大きな数のパラメー
タを考慮する。考慮されうるパラメータには、実在する
構造への水素結合、付加されるポリペプチドシーケンス
内の上反角のエネルギー最適化、親木基が溶液にさられ
ることのエネルギーの寄与、疎水性基の近傍から実在す
るコンホーメーション中の疎水性基へのエネルギーの寄
与、実在する構造に関してのファンデルワールスエネル
ギーの寄与、および以下で詳細に説明する他のパラメー
タがある。（もちろん、若干の考慮は省略でき、または
、他の考慮が種々の実施例で追加される。しかし当業者
は、一般に、理想的には考慮すべき多くの因子があるこ
とを認める。）さらに、各残基で、２０の標準のアミノ
酸残基の一つが原理的に選択でき、最終的には、（３次
元的構造か正確に知られるために）２つの上反角−とψ
が各残基で特定されねばならない。さらに、各ペプチド
ブロックの側鎖の方位は、若干の余分の自由度を有しう
る。

こうして、ポリペプチド構造の最適化は、最適化問題と
してアプリオリに考えると、かなりひるませる問題であ
る。付加された構造は、一つのパラメータにほとんど還
元できる結果へ全体とじて最適化される必要がある。し
かし、この全体の結果は、異なったペプチドブロックか
らの個々の寄与の継ぎ合わせた結果である。各ペプチド
ブロックは、少なくとも若干の目標（ｔａｒｇｅｔ）パ
ラメータについて調べねばならないし、各ブロックは少
なくとも三つの自由度（残基の選択と２つの主な上反角
）を有し、意味のある自由度をさらに有しうる。

たとえば、付加された構造がただ１０個のアミノ酸残基
を有していたとしても、候補は２１０の大きな数であり
、この大きな解の組における各々のＩＯのリンク候補の
自由度の数は、解のセットの各において個々の残基によ
り可能となる側鎖コンホーメーション角の数に依存して
、２０〜４０の範囲内にあるだろう。

従って、ペプチド構成のそのような簡単な例でさえ、ア
プリオリには、本当に不完全な最適化問題であるように
みえ、この問題は、実在する多数の計算アーキテクチャ
によるまっすぐな攻撃に対し従順でなさそうである。

〈逐次構築〉 しかし、本発明は、この問題を効率的に解くことを可能
にする新規な教えを含む。第一に、付加されたペプチド
シーケンスの逐次構築が用いられる。付加されるユニッ
トは、互いに関連するので、これは人が考えるほど簡単
ではない。すなわち、この問題は、本来、変分の問題で
あるので、最終結果として付加されたユニットについて
全体として最適化することが必要である。従って、逐次
構築においては、最適な全体のコンホーメーションを得
るために、局所的には最適ではないユニットを付加する
ことが必要であるかもしれない。

〈ダイナミックプログラミング〉 この解決を助ける本発明の第二の教えは、逐次構築に対
する「先を見るＪ（ｌｏｏｋ　ａｈｅａｄ）最適化法で
ある。この好ましい実施例では、これは、仮定の選択に
対してダイナミックプログラミング法を用いてなされる
。

〈初期化〉 上述の型の問題について、逐次構築法の第三の問題は、
開始点を選択する問題である。すなわち、ふつう実在す
る構造は、ポリペプチド鎖の端に特殊な末端基を含むか
、自由に動く鎖末端基を含みうるか、または、鎖末端の
コンホーメーションは、所望の方向にないかもしれない
。従って、実在する構造と付加される構造との統一は、
必ずしも簡単ではない。すなわち、実在する構造の端で
単純に開始し逐次的に組立てることは必ずしも良くない
。本出願の革新的教えの一つにおいては、この問題を達
成するため、実在する端と付加される基との会合に対し
「先を見る」最適化のダイナミックプログラミング法が
適用される。このため、実在する端（および実在する端
のシーケンスの部分、すなわち１つの基の欠けた実在す
る端、２つの基の欠けた実在する端、３つの基の欠けた
実在する端など）が、付加されるシーケンスについて出
発仮定として用いられる。

〈「十分に良好なＧ　ｏｏｄ　　ｅｎｏｕｇｈ）Ｊ基準
の使用〉本出願の別の革新的教えでは、最適化問題は、
「十分に良好な」決定基準を導入することにより大きく
単純化できる。すなわち、十分最適な解に到達すること
が必ずしも必要でないことを認識することによって、最
適化問題は大きく単純化される。

逐次組立プロセスにおいて、与えられたレベルの水性数
（ｆｉｇｕｒｅ　　ｏｆ　　ｍｅｒｉｔ）は、目標値す
なわちシーケンスのユニットあたりの平均水性数として
特定できる。そこで、決定プロセスは、十分最適な仮定
が見出されるまで探索を続けるよりはむしろ、「十分に
良好な」の候補を決定することによって断ちきられる。

別のやり方では、適合のレベルが局所的に「十分に良好
な」の平均レベルにまで平均されないところで、探索過
程の第２のレベルが呼び出され、「十分に良好な」の解
が見出されるまでさらに広く探索を行う。

〈パラメータχ、についての制限〉 本発明の他の革新的数えにおいては、より長い側鎖基の
若干の自由度が好ましくは無視される。

すなわち、より長い標準の側鎖（たとえばリジンとアル
ギニン）は、その側鎖に４つの自由度を有する（すなわ
ち、２つの主な上反角−とφおよびペプチド骨格ねじり
角ωに加えて、４つの角度パラメータχ１．χ２．χ、
およびχ、が特定されないと、上記の側鎖は特定されな
い）が、他方、この側鎖コンホーメーション角度パラメ
ータの多くは、最初の選択のバスの間無視される。この
余分のパラメータ（χ２など）の若干は、より長い残基
では特定されないまま残され、折りたたみの力学に対し
エントロピーの不利な寄与を避けることになる。

〈多−バスの最適化〉 関連するポイントは、最適化が好ましくは、２−バス（
またはより多くのバス）の最適化として行われることで
ある。すなわち、上述の逐次構築は、好ましくは初期の
ペプチドシーケンスとコンホーメーションの仕様を形成
するために用いられる。

１以上の追加の引続く最適化のバスは、この仮定の適合
の良さを最適化するために次に好ましくは用いられる。

〈エキスパート／数値結合〉 関連するポイントは、若干の別の実施例において、その
鎖について各仮定のシーケンスのユニットを選択すると
きに、エキスパートルールシステムが、種々の規準に関
しての選択を行うために好ましくは使用される。そこで
、多くの計算法が、各仮定を局所的に最適化するために
好ましくは使用される。

別の実施例では、個々の仮定の局所的な最適化が、最新
の特定されたブロックの位置を固定し、次のブロック（
または次の２ブロツク）が変わりうろことにより行われ
る。これにより、局所的な最適化が目的の全体の最適化
への進歩を圧倒することなく、個々のブロックのコンホ
ーメーションをかなり有効に最適化することが可能にな
る。

Ｅ以下余白１ 〈回帰の選択的なネスティング〉 計算の負担を制限する最も好ましい実施例の一つの特徴
は、回帰の選択的なネスティングである。

すなわち、ステップ当りの平均の水性数の子め定められ
た規準が、調べるべき仮定の組の中に十分に良好なもの
がないとき、判定のために使用でき、従って、追加の同
じ道を戻るステップが使用できる（または、除外ルール
が一時的に保留され、または候補の２次の組が導入され
る）。

たとえば、本発明の若干の実施例では、（後に述べるよ
うに）選択の第２段階としてのみ、実在する構造の中の
残基の変更を許す。すなわち、もし選択の第１段階が平
均水性数の目的の閾値に達しないならば（または、エキ
スパートアシスタントの実施例では、操作者がそのよう
に指示したときはいつも）、実在する残基の置換を含む
追加の仮定を調べることができる。

〈静的近似〉 最良実施例に用いられる方法では（本技術でふつうであ
るように）、原子の位置は、固定したものとして主に取
り扱う。これは、便利な近似であるが、しかし、文字通
りには正しくない。すなわち、興味のある温度での典型
的な熱エネルギーｋＴの大きさは、典型的なポリペプチ
ド構造の多くの振動モードが強く励起されるほどには十
分大きい。しかし、この用いた準静的近似は、有用な近
似であり、本出願に開示された多くの他の革新的な教え
の長所が実現可能である程度に十分良い。

若干の他の実施例は、このモデルにより導入された不正
確さを補償するための因子が導入されることに留意すべ
きである。たとえば、表面以外でリジンの存在を除外し
ようとするルールは、長いリシンの側基の自由の制限に
より生じうる負の工〉トロピーの寄与の誤った評価に起
因する誤りを防ぐ。他の例では、若干の他の実施例では
、（エントロピーの寄与を重くみすぎる危険を生じる）
どの仮定も除外する必要なしでそのようなエントロピー
の寄与の評価を可能にするルールを含む。

たとえば、後で議論するエントロピー依存性マツプは、
内方へ面する位置にたとえばメチオニン基を配置するこ
となしに、メチオニンのエントロピーの寄与を評価する
ことを確実にするために使用できる。これは、運動の自
由の境界を表わす「歌い」表面を、（静的近似を用いて
定められる）原子の位置のアアンデルヮールス半径を表
わす「より硬い」表面の上に（要するに）重ね、そして
、より低いペナルティ関数を有する「軟い」表面上の侵
入を評価することにより行われる。

〈オリゴペプチドライブラリ〉 この困難な構成プロセスを行うことを助ける本発明の革
新約数えの一つは、各ブロックに対して格納させる多数
の子め計算されたパラメータを有する十分使用可能な小
規模のブロックを含むライブラリを使用することである
。すなわち、この好ましい実施例では、ライブラリは、
トリペプチドシーケンスの完全なリストを含む。そのよ
うなシーケンスの数は８０００である。

あるいは、ジペプチドまたはテトラペプチドのような異
なったブロックサイズがライブラリに使用できるだろう
。この選択は、計算時間の負荷と格納すべきパラメータ
との間のトレードオフを含む若干のパラメータに依存す
る。しかし、どの場合にも、ライブラリ内のブロックの
大きさは、テトラペプチドまたはより短いポリペプチド
の長さのブロックの完全な組を含むことが好ましい。

注意すべきことは、少なくとも１つの大きさのオリゴペ
プチドブロックの実質的に完全な組（すなわち、トリペ
プチドの実質的に完全な組、テトラペプチドの実質的に
完全な組、および／または、トリペプチドの実質的に完
全なＩｌ）に加えて、好ましい他方の種類の実施例では
、ライブラリに、多数のより大きなブロックも含ませる
。従って、たとえば、より長いシーケンスと（コンホー
メーションパラメータを含む）パラメータも、たとえば
利用できる既知の構造の詳細から抜き出すことにより、
ライブラリに含まれる。これは、たとえば８ペプチド鎖
または１０ペプチド鎖までのサイズに対して行われる。

特に、特定の機能の関連の下位構造を含めることができ
る。たとえば、抗体構造に適合させるための特に有用な
エレメントは、既知のＣＤＲループ構造とその位置であ
る。

多数の大きさのブロックがライブラリに含まれる実施例
では、オペレーションの任意の（および好ましい）シー
ケンスは、まずより長い大きさの不完全な組の数を試す
ことである。従って、もし利用できるより長いブロック
の一つが都合のよい対の相手を与えるならば、より短い
ブロックの徹底的な探索の前にそれを試みることにより
時間を節約できる。

他の例では、共有結合が２つのポリペプチド鎖を一方の
末端の近くで結合する「枝分れＪ（ｂｒａｎｃｈｉｎｇ
）ブロックを含むことも可能である。このことは、枝分
れしたポリペプチド構造の有効なエミュレーションを可
能にするだろう。そのような構造は、自然においては普
通にあり、その重要性は大きい。一つの普通の例はイン
シュリンである。

他の種類の別の実施例では、ポリペプチドでないブロッ
クもライブラリに含めることができる。

たとえば、少糖類および／又はオリゴヌクレオチドのブ
ロックを含めることができる。これにより、ヌクレオチ
ド複合体とグリコプロティンを含むより広い変化のある
構造の設計を可能にする。そのようなハイブリッド型の
合成は、単純なポリペプチドの合成よりも難しい（グリ
コプロティンの合成は、ペプチドシーケンスがリポゾー
ムを去った後でグリコキシル化に影響する酵素の存在を
ふつう必要とする）。しかし、そのような構造の必要性
は、それを製造する余分のコストを圧倒するかもしれな
い。

〈予め計算されたパラメータの範囲〉 本出願の革新的な教えの一つは、上に述べた方法などの
コンチクストにおいて、ライブラリ内のブロックの多く
のパラメータを予め計算し格納することによって、重要
な利益が達成されることである。従って、このパラメー
タは、逐次構築プロセスの間に計算時間の負荷を減らす
ために使用できる。ライブラリの各ブロックに対して、
格納されるパラメータは、最も好ましくは以下のものを
含む。しかし、これらの下位の組または上位の組が、本
出願の教えの広い範囲に一致して、その代わりに使用で
きるかとか理解されるべきである。

（ａ）各ブロックについて局所的な最小エネルギーのす
べてのコンホーメーション。

（ｂ）各局所的最小コンホーメーションの近くでのコン
ホーメーションパラメータについてのエネルギー依存性
を評価するためのパラメータ。

（Ｃ）さらに、ライブラリの各ブロックは、好ましくは
、エキスパートルールに入力として使用できる追加のパ
ラメータを含む。たとえば、ｌ−ビット（または数ビッ
ト）の論理パラメータが、与えられたブロックが疎水的
または親木的である程度を示すために予め格納できる。

（ｄ）任意であるが、正味の有利性パラメータも各ブロ
ックについて予め格納できる。すなわち、あるトリペプ
チドシーケンスは、他のものよりも有利に扱うと最初に
考えることができる。

（ｅ）多数の残基のグループ間の相互作用による若干の
寄与をはるかに計算しやすくする局所化パラメータも好
ましくは予め格納される。このパラメータは、たとえば
、各側鎖がイオン化する傾向と生じた局在電荷の位置を
示すパラメータ、水素結合を生じる局在性傾向を示すパ
ラメータおよび後に議論する他のパラメータを含むこと
ができる。

く重複する適合オペレーション〉 最良の実施例は、オリゴペプチド残基のライブラリを使
用するが、しかし、（通常は）−度にただ一つの付加す
るアミノ酸残基が実在する構造に組立てられる。すなわ
ち、候補のオリゴペプチドブロックは、好ましくは前の
選択ステップによって定められた残基シーケンスに重複
することが要求される。これは、ライブラリの広い予め
計算されたパラメータの組が非常に有効に使用できるこ
とを意味する。というのは、各々の新しい候補ブロック
は、全く特殊な出発条件の下にあるからである（すなわ
ち、候補ブロックの（少なくとも）最初の位置と方向が
束縛されるからである）。このことは、好ましくは使用
される局所最適化ステップが非常に束縛された範囲で最
適化される必要があることを意味し、このことは次に、
最適化についてのより詳細なテストを使用できることを
意味する。

対照的に、たとえば、ブルコレリ（Ｂ　ｒｕｃｃｏｌｅ
ｒｉ）の論文に提案されたアプローチは、そのような変
化する適合技術の提案を含まないようにみえる。

〈ダイナミックな更新〉 ライブラリは、好ましくは、追加の構造フラグメントが
知られるにつれ（または付加のフラグメントのコンホー
メーションの評価が実行されるにつれ）自動的に更新さ
れる。たとえば、開示された革新的方法に注文に応じて
設計されている構造（および、好ましくは、機能性を首
尾よく示した（そして従って期待されたコンホーメーシ
ョンが実際に達成されたことを示した）構造）は、似た
問題についての引き続く作業を短くするため、ライブラ
リにロードできる。さらに、新しい特性データが（結晶
学的方法から、または核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光からま
たは他の方法から）利用できるようになるにつれ、この
データは好ましくはライブラリを更新および／または拡
大するためにロードされる。

こうして、この更新の能力は、「学習」の能力を提供す
る。

同様に、引き続く計算の結果は、パラメータを適合する
ために改善された値を回復するために七二夕できる。

〈ステップのトップレベル組織〉 好ましくは、１組の多ペプチド組立ブロックが、−時に
ｌ残基でポリペプチドシーケンスを構成するために使用
される。たとえば、ブロックＬ　ｆ＊＋１１についての
仮定が選択されるとき、Ｌ（ｓ−１１とり、１．の位置
に対して定められる側鎖と対になる１対の側鎖で始まる
２０の３つの組（ｔｒｉｐｌｅｔ）を選択するために、
ブロックＬｆｓｌと５−１１がライブラリに対する索引
として使用できる。こうして、ライブラリで依存性を評
価するための多くの予め計算されたパラメータを使用す
ることにより、新しい残基の早い応用が前の残基の値や
残基のＸＹＺの周囲と結合して可能になる。

〈非空間的情報を有するＸＹＺマツプ〉こうして、逐次
構築法の適用において、初めに決定された構造のＸＹＺ
マツプが、開始点とじて使用される。このＸＹＺマツプ
は、空間光ｆＪＥ（ｓｐａｃｅ　　ｆｉｌｌｉｎｇ）モ
デルを与える、関連するファンデルワールス半径を原子
の位置を含むだけでなく、この実在する構造への最適の
適合を見出すための革新的過程を大きく加速する多くの
他の局在化パラメータも含む。従って、この好ましい実
施例では、実在する構造のＸＹＺマツプは、原子の位置
と半径のみならず、局在した双極子モーメントの詳細（
これは６次元のパラメータである）も含み、同様に、予
め決定された構造内の基の位置の変更についてのエント
ロピー依存性とエネルギー依存１Ｌｉ−１１むパラメー
タを含む。

〈初めのパスの選択〉 初め、操作者は、好ましくは、結合（ｌｉｎｋａｇｅ）
の−殻内バスを特定する。たとえば、米国特許出願第９
０２，９７８号に議論された型の応用においては、Ｆｖ
溝構造ＶＬ部分とＶＨ部分はポリペプチド単鎖構造を用
いてシミュレートされるが、１つの目的は、共通して、
相対的な位置を含んで、■ＬドメインとＶＨドメインの
コンホーメーションを安定化することである。従って、
操作者は構成されたリンカ−が、２つの実在するドメイ
ン構造の間の結合（Ｊｏｉｎｔ）にそった十分な長さで
伸びるように、典型的には初めに特定する。一般に、初
めのパスの一般的な選択は、ここでのキーとなる問題が
達成すべき目的は実際に何であるかという十分高いレベ
ルの決定である。すなわち、パスの一般的方向は、エキ
スパートシステムが求められている決定ではなく、エキ
スパートシステムを好ましくは越えた目的である。

もちろん、技術の進歩につれ、そして、開示された革新
的概念を具体化するシステムがさらに広く利用できるよ
うになるにつれ、ここに開示されンこ新規な種々の概念
に関連したシステムがそのようなより高いし′ベルの決
定を有効に行えるようになりうろことが予見できる。

パスの一般的仕様が与えられると、エキスパートシステ
ムは、好ましくは、そのパスかられずかにはずれること
が許される。これにより、初めに定義される目的との両
立を保ちつつ、エネルギーの最適化を可能にする。従っ
て、逐次的組立ステップは、種々の局在化因子と、さら
に−殻内方向および開始の部分シーケンスとから開始す
る。この開始部分シーケンスは、次に、ライブラリ中の
付加のブロックをさがすために使用されている。ライブ
ラリ中の付加のブロックは、好ましくは、前に決定され
た２つの残基に対になり、そして、トリペゾチドブロツ
クを用いて、次の残基についての２０の候補者の早い検
討を可能にする。

〈候補の検討〉 候補の検討のシーケンスは好ましくは次のとおりである
。しかし、このシーケンスは、もちろん広く修正され、
変更される。一般に、因子評価のシーケンスの選択にお
ける規準は、大部分の仮定速く処理する因子をまず検討
するということである。この検討のシーケンスが最適で
ない結果を生じる場合には（時にはそうなるが）、同じ
道を戻るステップが、好ましくは、より広範囲の仮定の
検討を可能にするために用いられる。

この好ましい実施例では、次の行うべきステップは、全
体の空間適合のチエツクである。これは、種々のアルゴ
リズム（その多くはコンピュータグラフィクス表示から
得られる）を用いて行うことができる。

塩橋のチエツクが、好ましくは次に行われる。

静電的力からのエネルギーの寄与は、大きくなりうるの
で、好ましくは、多くの可能な不適当な候補をできるだ
け早く捨てるために、早期に評価される。

この好ましい実施例では、実行される第３のステップは
、水素結合についてのチエツクである。

＜　ｐ　Ｈに依存するカスタム化〉 本発明の革新的数えの一つは、ポリペプチド構造が異な
ったｐＨ条件についてカスタム化できることである。す
なわち、非常にアルカリ性の環境中で操作されるべき基
は高いｐＨについて最適化され、人の血液流中で操作さ
れるべき基は、７゜４のｐＨについて最適化できる。す
なわち、問題の構造に関連する環境のｐＨがいったん知
られれば、ある種類の実施例では、ライブラリのｐＨ値
を局在化した部分電荷値に変更される。これにより、塩
橋による寄与の評価が大きく改善される。

また、種々のｐＨ環境についての構造をカスタム化する
能力においても、大きな利点となる。

く終結（ｃ　１ｏｓｕｒｅ）） バスの選択における他の重要なポイントは、整数計算の
束縛がここに現れることである。すなわち、構成された
ポリペプチドシーケンスは、その中のペプチドユニット
の数が正確に整数でなければならない。このことは、余
分な数のアミノ酸残基を付加することなしに付加的構造
の構成を完成するために、ある特別な注意が必要である
かもしれないことを意味する。

〈中点終結（ｃ　１ｏｓｕｒｅ）） 別の種類の実施例では、並行（ｐａｒａ　ｌ　ｌｅ　ｌ
　ｉｓｍ）が容易さをもたらし、そして整数値のユニッ
トで間隙を架橋する問題も、両端から構成を開始し、中
央の間隙へ向かって並行に作業を行うことにより、容易
になる。そこで、ジヨイントの最適化ステップがまん中
の間隙を閉じるために使用できる。

〈並行構築〉 別の種類の他の実施例では、この技術は、はるかにより
一般的な構造をより一般的に逐次的に構成することを可
能にするためにさらに拡張される。

たとえば、多数の自由端を有する構成が初めに特定され
たとき、構造の完成は、全自由端に並行にユニットを逐
次的に付加することにより実行できる。これにより、計
算負荷により不可能にならずに、構成されるユニットの
ジヨイントの相互作用を考慮できる。この型の実施例に
おいて、逆のターンの標準の変化を含むライブラリが好
ましくは用いられ、そのため、各々の可能な終結が各ス
テップでの仮定として検討でき、そのため、構造は急速
に完成できる。再び、このことは、自然の構造の一部だ
けを開始点としてそこから外へ組立てることにより複雑
な自然の構造をシミュレートしたいときに、長所となり
うる。

く実在する構造への置換〉 全体の最適化プロセスは、理想的には、実在する構造を
わずかに修正することや、そこに付加することが可能で
ある。最適化法は、実在する構造中の露出した側鎖の運
動の自由度を妨げるかもしれず、したがって、負のエン
トロピーの寄与を生じるかもしれないということを考慮
しなければならない。（たとえば、実在する構造が表面
にリジンまたはアルギニンの末端を有するとき）。

本発明の別の実施例では、実在する構造における残基の
置換も可能になる。たとえば、実在する構造が表面にリ
ジンまたはアルギニンの残基を有するとき、付加された
構造は、この位置で実在する構造にうまく適合できない
傾向がある。そのような長鎖残基の確率密度が高いとき
、実在するリジンまたはアルギニンの位置へ終結を移す
ことなしに、付加すべき逐次的構築のためのパスはない
かもしれない。こうして、実在する基を置換できるなら
ば、よい解を達成する余地がある。

しかし、実在する基の置換には２つの束縛がある。第一
に、注意深く行わねばならず、可能ならはよく似た残基
を用いて行わねばならない。このことは、折りたたみプ
ロセスを中断する好ましくない効果を生じる可能性を最
小にする。第二に、もし実在する構造の変化にあまりに
多くの自由度を認めると、計算の負荷が大きく増加しう
る。

そこで、本発明のある種の実施例では、選択の第二段階
でのみ、実在する構造中の残基の変更を認める。すなわ
ち、もし選択の第一段階で平均手性数の目的閾値を達成
できないとき（または、エキスパートアシスタント実施
例では、操作者がそのように指示したときはいつでも）
、実在する残基の置換を含む付加の仮定が検討できる。

あるポイントで、実在する構造を歪ませたくないならば
、実在する構造は、好ましくは、考慮中の修飾により歪
むか否かが評価される。従って、あるポイントで、（そ
のような別の実施例では）実在する構造は堅い（ｒｉｇ
ｉｄ）として取り扱われない。

（実際、ある実施例では、実在する構造の歪みについて
特に注意することが必要ならば、実在する構造の調和定
数（すなわち、復元力の歪みに関連する定数）を真の値
よりわざと減少させその仮定の下で歪みを評価する。）
この種の実施例では、実在する構造で認められる自由度
は、実在する構造への水素結合からの、または実在する
構造での塩橋生成からの寄与のより正確な評価を可能に
する。再び、計算時間の負荷は、すでに決定された構造
の基に対し関連した変化するパラメータ（すなわち、逐
次的変化へのエネルギー依存性も示すパラメータ）を維
持することにより減少する。このことは、材料が付加さ
れるときに必要な最適化ステップが簡単化されることを
意味する。

〈注文で作る相補性〉 本発明の他の実施例では、既知の構造を補って完全にす
る（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ）構造を注文で作ることを可
能にする。たとえば、（この好ましい実施例のように）
新しい構造を付加すべき既知の構造で開始する代わりに
、この種の実施例では、新しい構造の定義のための一つ
の予備条件として既知の構造のマツプを用いる。しかし
、少なくとも若干の前に定義されたその構造は、製造さ
れる構造の一部ではない。

たとえば、これにより、抗体の特定性に適合する一つの
方法を提供する。すなわち、（構成される型の抗体の結
合性作用に対し一般に典型的な抗体の本体から（少なく
とも初めの仮定について）ある距離に位置している）目
的の抗体の表面にある免疫決定基の既知のコンホーメー
ションは、開始条件の一部として使用でき、そして、Ｃ
ＤＲループは、所望の抗原の表面の免疫決定基にうまく
相補的に適合するように（ここに開示される革新的方法
を用いて）注文に応じて組立てができる。（既知の抗原
のコンホーメーションに対する相補性のためのＣＤＲル
ープの注文による製造はすでに・提案されていると思わ
れる。しかし、ここに開示した方法は、これの実行にお
いて大きな長所を提供する。） 特に、全因子（ｃｏｆａｃｔｏｒ）と抑制体とは、多く
の酵素の操作に対し非常に重要なキーである。これらは
、生物学的「論理」におけるキー要素と考えることがで
きる。すなわち、多入力論理ゲートの入手可能性が、複
雑な論理の構成にとって必須であり、多くの「入力」（
すなわち全因子または抑制体の感度）を存する酵素は、
この必要な能力の非常に重要な一部である。電子回路シ
ステムとのアナロジ−を続けると、酵素の全因子と抑制
体の感度は、実在する生物学的構造に組立てられるプロ
グラミングへの「エントリーポイント」を与えるものと
して考えることができる。すなわち、全因子と抑制体の
感度の修正は、生物学的プログラミングを修正する一つ
の方法を提供する。

こうして、一つの重要な種類の実施例では、既知の酵素
構造のマツプを初期条件の一部として用い、所望の全因
子または抑制体（活動的全因子または抑制体のレセプタ
に特徴的な部位に空間的に関連して位置しその部位で機
能活性度を達成して）の既知のコンホーメーションと構
造のマツプを、初期条件の別の一部として用い、ここに
開示された革新的方法を用いて、酵素機能性を修正する
レセプタ部位に最近接の酵素構造の部分を再構成する。

そのような方法は、全因子（または抑制体）に適合して
酵素を生産できるだけでなく、酵素に適合する余因子（
または抑制体）を生産するためにも使用できる。再び、
相補的構造（この場合、少なくともレセプタの部位で）
の既知のコンホーメーションが出発的として用いられ、
所望の構造が、（本発明の方法を用いて）相補性のため
に適合される。

一般に酵素構造の適合において重要な点は、開始酵素構
造におけるエネルギートランスファーメカニズム（およ
び、多くの場合、構造の可撓性）が保存されねばならな
いことである。このことは、付加の構造を付加する位置
について束縛を与えることができる。酵素のこの余分の
複雑さは、本発明の逐次構築法が特に有利であることを
も意味する。すなわち、酵素構造の力学と機能性は非常
に複雑でありうるので、実在する構造の逐次的修飾を行
う能力は、実在する構造を全体に理解し再構成すること
なしに、潜在的に非常に有用である。

本発明の方法は、また、特殊な「毒」、すなわち、酵素
の活性部位に適合し酵素の機能性を停止する共有結合を
形成する構造を設計するために応用できるだろう。もし
酵素の活性な部位のコンホーメーションがわかっている
ならば、開示された革新的な技術は、その酵素のみに特
殊な酵素前を提供するために使用できるだろう。（同じ
技術は、多くの種類の他のレセプタにも応用できるだろ
う。）このことは、こわそうと所望する酵素操作の特殊
な目標を可能にする。この能力は、治療用や殺虫剤用に
有用だろう。

他の種類の実施例は、ポリペプチド鎖を、他の種類の巨
大分子と相補性や他の理由のために構成することを可能
にする。たとえば、抗原の適合は、他の非常に有用な応
用分野である。すなわち、ビールスのコートの特徴的な
コンホーメーションをまねるためにカスタム蛋白質の適
合は、広範囲のビールス病に対する安全なワクチンを生
産するための非常に価値のある可能性を提供する。

他の有用な応用分野は、反内向性抗体である。

（反内向性抗体は、与えられた仕様の抗体の実在を選択
的に検出する抗体である。）ここに開示された革新的方
法を用いて、蛋白質は、反内向性抗体の活性をまねて製
造でき、従って、非常に感度があり選択的な診断道具と
して使用できる。

他の例では、本発明は、また既知のレセプタ部位のコン
ホーメーションを用いて相補性についてカスタム化され
たホルモンを可能にする。ホルモンは、しばしば自動的
に安定なドメインに折りたたむことができない比較的短
いポリペプチド鎖（たとえば４０アミノ酸残基）である
が、ホルモンのレセプタ部位との相互作用は、拡大され
た適合を含み、開示された革新的方法は、どの既知のレ
セプタ部位に対しても最適の適合のためのホルモンシー
ケンスを設計するために使用できる。これは、特に薬の
設計の分野で有用である。なぜなら、このことは、本出
願の革新的技術により、あるレセプタ部位により選択的
に適合するように薬を設計でき製造できることを意味す
る。このことは、副作用および／または一般化された毒
性の可能性が減少でき、一方薬の所望の効能が増加する
ことを意味する。

他の例では、ここに開示された革新は、ビールスのレセ
プタ部位のシミュレーションのカスタム化と製造を可能
にする。ビールスは、ふつう、細胞表面の特殊な位置（
「ビールスレセプタ」部位として知られている）に優先
的に結合して細胞を攻撃する。もしビールスの結合性領
域のコンホーメーションとシーケンスがわかっていれば
（そして、好ましくは、もし細胞壁のレセプタ部位のコ
ンホーメーションとシーケンスがわかっていれば）、こ
こに開示された革新的な方法は、ビールスの活性部位に
相補的な、すなわち細胞壁のビールスレセプタ部位をシ
ミュレートする製造可能な構造を作り出すために使用で
きる。（このことの治療に対する長所は、各々のシミュ
レートされたビールスレセプタ部位が、ビールス粒子を
「誘引して」核物質を繁殖できない位置に放出させて、
活性ビールス粒子を流布から取り出すことである。誘引
レセプタ部位構造は、自然のコンホーメーションを大い
にシミュレートするので、抗原活性を誘起する機会は少
ない。）この種の応用において、さらに根本的な再構成
に対するこの革新的方法は、有利に応用できる。すなわ
ち、誘引レセプタ構造は、必ずしも細胞壁ドメインの全
面を複製しなくてもよく、ビールスと結合するのに十分
な面だけを複製すればよい。さらに、誘引レセプタ構造
は、細胞壁ドメインと安定にいっしょに結合できる構造
を複製しなくてもよく、細胞壁の内部インターフェイス
に関連した構造を複製しなくてもよい。

従って、細胞壁ドメイン（典型的にはグリコプロティン
）の構造は、誘引レセプタ構造の設計において随意に実
質的に縮めてもよい。

開示された革新的方法は、非ペプチド構造の付加が所望
される状況にも応用できる。そのような応用へのキーは
、一般に、１組の「組立ブロック」を定義する能力であ
る。この組立ブロックは、（どんな問題を解くにせよそ
の問題のコンチクストにおいて）有用であるように十分
大きく、シかし、格納と計算の要求において圧倒的でな
いように十分小さい。たとえば、１つの任意の応用は、
ライブラリの少糖類のあまり大きくない組を含むことに
よって、グリコプロティンの炭化水素部分をカスタム化
することである。

たとえば、ふつうの単糖類（たとえば、６個の最もふつ
うのヘキソース（フコースを加えた）、オよび／または
、これらのシーケンスを含むトリプレットブロック）の
１組もライブラリのブロックとして使用できる。ライブ
ラリがたとえば少糖類とオリゴペプチドの双方のような
異種の（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ブロックを含む
ことができる実施例では、最適化プロセスが不必要に好
ましくない異種（ｈｅｔｅｒｏ）シーケンスを導入しな
いように、示性数の計算において適当なペナルティが付
加される。さらに、もし転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）
領域を越えた構築が所望されるかもしれないならば、転
移ブロックもライブラリに含められる。たとえば、グリ
コプロティンは、当業者に知られているように、ペプチ
ド−糖類転移において２つの特殊なリンク（セリンの「
０−リンク」、またはアスパラギンの「Ｎ−リンク」）
の１つの要求する。隣りの単糖類は、立体的障害の束縛
を有することがあるので、ライブラリブロックとしてオ
リゴペプチドを格納する利益は、また部分的に少糖類（
もしグリコプロティンまたは多糖類の構築が要求されれ
ば）にも応用できる。

本発明の蛋白質を結合する表現されかつ再び折りたたま
れた単鎖は、放射性原子、酵素、ビオチン／アビジンラ
ベル、発色団、化学ルミネセンスラベルおよび標準の免
疫診断過程を実行するためのラベルなどの検出可能なラ
ベルを貼ることができる。これらの過程は、競争的アッ
セイと免疫（またはサンドイッチ）アッセイを含む。こ
れらのアッセイは、診断試料における抗原の検出のため
に利用できる。競争的アッセイおよび／またはサンドイ
ッチアッセイにおいて、本発明の結合性蛋白質は、また
、粒、試験管または他の高分子材料のような溶けない固
相上に静止できる。

イメージを作る過程について、本発明の結合性分子は、
ＮＭＲコントラスト剤またはＸ線コントラスト剤のよう
な不透明化剤でラベルを貼ることができる。蛋白質に対
し薬剤を結合し、ラベルを貼り、イメージを作る方法は
、溶けない固相に蛋白質を結合する方法と同じく、当業
者に周知である。再び折りたたまれた蛋白質は、また、
酵素または毒にラベルを付けまたは結合する治療のため
に、そして、生産物、特に生物工学産業により生産され
たものの精製のために、使用できる。蛋白質は、生物セ
ンサ（ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ）にも使用できる。

（実施例） 本発明の好ましい実施例のサンプルが以下で記述される
であろう。しかしながら、非常に広い種類の修正と変形
とが可能であると確信されるということが注目されるべ
きである。開示される革新的な概念の応用の幅をいくら
か例証するために、多数のそのような修正例と変形例と
が以下で特定して論じられる。しかしながら、本願中に
示された多数の発明は集合的に（そして、いくつかの場
合には個別的に）真に開拓的な範囲にあると確信される
。したがって、本発明が将来において有効に応用される
と考えられるすべての技術的情況を予言することは不可
能である。それ故、提案される多数の応用例は排他的な
ものとしてではなく、単に本発明が有効に応用されると
考えられる特定の情況を提案するものとしてとりあげら
れただけである。

〈方法の全体的な構成〉 第１図は、本発明にかかる、ポリペプチド構造上への修
飾（ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ）または構築（ｂｕｉｌｄｉｎ
ｇ）を行うだめの革新的な方法の全体的構成を示す。ブ
ロック１１０は、開始点がＸＹＺ座標空間内において多
数のパラメータのマツプとなっているということを示し
ている。この座標空間において用いられる単位は、修飾
されることが所望される化学的構造の実験的に決定され
る実際の寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｒｂ）に好ましくは対
応している。非常に多種のこのような構造が当業者に知
られているが、蛋白質工学および蛋白質構造分析の技術
が進歩し続けるのに伴い、このような構造がさらに増加
の一途をたどって多数知られるようになることが期待さ
れると考えられる。

この好ましい本実施例においては、開始構造は、非共有
結合の相互作用によっていっしょに保持される、いわゆ
る「可変短鎖」ドメイン（ｖａｒｉａｂｌｅ　　１ｉｇ
ｈｔ　　ｄｏｍａｉｎ）　（ＶＬ）と「可変長鎖」ドメ
イン（ｖａｒｉａｂｌｅ　　ｈｅａｖｙ　　ｄｏｍａｉ
ｎ）（Ｖｕ）とからなる、抗体のＦｖ部である。当該技
術分野でよく知られているように、この基本構造は超可
変ループ（また、ＣＤＲ，または相補性決定領域として
知られている）の適当な選択によってさらに修飾される
ことができる。

しかしながら、開始点として好ましく用いられるＸＹＺ
マツプ１１０は、その骨格の単純な表現で示された単な
る情報よりはるかに多くの情報を含んでいる。以下で論
じられるであろうように、好ましく、このマツプは前も
って決定された構造の表面に沿った、または、少なくと
も修飾されることが求められる表面の部分に沿った、表
現と等価な情報を含み、この表現は、局在性静電荷、電
場双極子モーメント、水素結合の供与体側ハーフ（ｈａ
ｌｆ）または受容体側ハーフを形成する局在性傾向、お
よび以下で論じられるであろうようなその任意的な他の
要素を含む。

一般化されたパス決定１２０は、少なくとも主要な好ま
しい実施例においては、人間のオペレータによって好ま
しく実行される。すなわち、上に論じられたように、１
つの目標がエキスパートシステムに対して定義される。

任意的には、−成約な開始点および一般的な終止点とと
もに、開始点と終止点との間のパス（ｐａｔｈ）の−成
約な指示がエキスパートシステムに対して前もって定義
されてもよい。

逐次的な構築プロセスの第１ステツプは初期化ステップ
１３０である。−成約に、このポイントにおけるタスク
は、逐次的な構築ステップ１４０においてその操作を開
始できるような仕様で、必須条件をフォーマット化する
ことである。この後、逐次的構築ステップ１４０が連鎖
がほぼ終了されるまで繰り返して実行され、この時点で
終止ステップ１５０がプロセスを終了させるために用い
られる。この後、このようにして得られる解をさらに最
適化するために、ライ−キングステップ（ｔｗｅａｋｉ
ｎｇ　５ｔｅｐ）　ｌ　６０が好ましくは用いられる。

ステップ１６０の結果、非常に多くの情報に加えて、ペ
プチドの残基のシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の情報
を含む３次元ポリペプチド構造ができる。この後、残基
のシーケンスの情報は通常のステップ１７０への入力情
報として用いられ、ここでは、組換えＤＮＡがこのポリ
ペプチドのシーケンスにしたがって生成される。当業者
によく知られているように、（天然アミノ酸の）どのよ
うなペプチドのシーケンスも、ヌクレオチド・トリプレ
ットのシーケンスのようにコード化されることができる
。このように、ペプチドのシーケンスの情報に従って生
成されるＤＮＡ分子は、それが所望のペプチド（蛋白質
）生成物の中に表現されることを許すシーケンスと結合
され、そして、標準的な方法によって、（大腸菌（Ｅ、
ｃｏｌｉ）、枯草菌（Ｂ　、　５ｕｂｔｉｌｉｓ）、あ
るいはさらに高度な生物のような）適当な宿主（ｈ。

ｓｔ）に転換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）される。転換され
た菌株は、蛋白質生成物を合成するような仕様で育成さ
れ（ステップ１８０）、この後生成物が普通の方法で精
製される（ステップ１９０）。このようにして、相当な
量の特定の蛋白質が容易に製造されることができる。

く実在している構造のＸＹｚマツプ〉 第２図は、初期に入手できない所望の仕様の部分をも生
成するために用いられるステップを伴った、ｘＹＺマツ
プ１１０の一例を示す。このマツプは好ましく、ある空
間的な表現（例えば、結合子（Ｉｉｎｋｅｒ）が構築さ
れることが所望される近接領域のためのデカルト座標系
）の上に、関心のある多くの特質をマツプ化することを
含むデータ構造である。

〈原子位置マツプ〉 原子位置マツプ２１０は、入力を開始している骨格を与
える。これは、原子の型と位置のリスト以上のものは任
意的に何も含まないかもしれない。

このようなリストは、広いデータ構造であるかもしれな
いが、標準的なフォーマットで容易に利用される。例え
ば、ニューヨークのロングアイランドのアブトン（Ｕ　
ｐｔｏｎ）のプルックヘブン（Ｂ　ｒｏｏｋｈａｖｅｎ
）国立研究所によってつくられ、かつ補充された蛋白質
のデータベース（ブルツクヘブン蛋白質データバンク（
ＢＰＤＢ）と呼ばれている）は、このような多数の蛋白
質のための仕様をもっている。本発明に対しては、この
仕様の定義される方向とＸＹＺ位置とは任意的である。

この標準的なフォーマットの情報は、今度は付加的な情
報が好ましく生成される低レベルの開始点を与える。も
ちろん、付加的な情報が開始点として有効である場合に
は、その全部を生成する必要はない。

く残基型マツプ〉 初期データは、もしこの情報がまだ入手できない場合に
は、残基型マツプをつくるために好ましく処理される。

各ペプチド連鎖（アミノ酸残基）に対して、このマツプ
２３０は好ましく、残基のシーケンスを確認する一意的
な番号と、（ここの残基がグリシン、トリプトファンあ
るいは他の何かであるかどうかを示す）型指標と、連鎖
の開始時及び終了時のアルファ炭素に対するｘＹＺ成分
と、この特定のペプチドのブロックに対する一値及びχ
値と、同様に（ペプチドのブロックの骨格まわりのねじ
れに対応する）ω値と、このブロックにおいて側鎖の値
を示す１つまたはこれより多いχパラメータとを含む、
（例えば、グリシンは自由度がＯなのでχパラメータを
もたず、そしてヒスチジンの自由度は２である。すなわ
ち、（１）（同一平面上に存在しなければならない）芳
香族環構造は、ベータ炭素からガンマ炭素まで軸まわり
に制限内で回転させられることができる。そして、（２
）側鎖もまたベータ炭素からアルファ炭素まで軸まわり
に制限内で回転することができる。）別の方法では、側
鎖内のすべての原子に対して、ＸＹＺ座標（及び／又は
原子位置マツプ２１０へのポインタ）をもつこともまた
所望されるかもしれない。どちらの場合にも、完全に十
分な一式の情報が与えられる。その違いは情報がどのよ
うにフォーマット化されるかということだけである。

同様にアルファ炭素は、たった今説明されたようにＸＹ
Ｚ座標によって特定されるのではなく、代わりにポイン
タによって原子位置マツプ２１０中の一意的な原子の番
号の中に位置決めされてもよい。

残基型マツプ２３０中に表される、得られた角度は、原
子位置マツプ２１０から、よく知られた手順によって容
易に得られる。しかしながら、多くの場合、残基型マツ
プ２３０中の情報を入力データとして与えることもまた
可能であると考えられる。

この好ましい本実施例において、原子位置マツプ２１０
と残基型マツプ２３０の中の情報は、今度は局在性親和
カマツブ２５０をつくるために用いられる。

〈シェルマツプ〉 シェルマツプ２４０をつくるために、さらに変換ステッ
プが原子位置マツプ２１０を用いることになっている。

すなわち、原子型とＸＹＺ座標である。原子位置マツプ
２１０は、所定の原子型に対するファンデルワールス（
ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ）半径を用いることによっ
て、シェルマツプ２４０に直接的に変換されることがで
きる。得られるシェルマツプ２４０が初期に（好ましい
本実施例中の）仮定を排除するために用いられることに
なっているので、好ましくは最小ファンデルワールス半
径が用いられる。すなわち、このシェルマツプ２４０は
得られるシェルのアウトラインを特定する。２１０中の
原子位置は、球表面に転換される。そしてこの後、普通
の隠れ表面グラフィック法（ｂ　１ｄｄｅｎ−ｓｕｒｆ
ａｃｅ　ｇｒａｐｈｉｃｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ）がシェル
マツプ２４０を得るために用いられる。シェルマツプ２
４０は実在している構造に対する境界を表す。このマツ
プの部分は逐次的な構築が進行するのに伴って頻繁に再
生されるので、好ましく、簡素なアルゴリズムがこのマ
ツプを定義するために用いられる。

く局在性親和カマツブ〉 今度は、局在性親和カマツブ２５０が原子型マツプ２１
０と残基型マツプ２３０とからつくられる。

この局在性親和カマツブ２５０はまた、各アイテムに対
して、型特定項と、ＸＹＺ座標と、マグニチュード特定
項と、方向特定項とを含むリストである。型特定項は好
ましく固定電荷、双極子、水素結合傾向指数、および（
任意的に）ジスルフィド結合傾向指数からなる特定項と
することができる。

マグニチュードパラメータは部分的な固定電荷の総計が
特定されるされることを許し、または、双極子モーメン
トのマグニチュードが特定されることを許す。マグニチ
ュードは、水素供与傾向または水素受容傾向がこの場の
符号ビットによって表示されるように、好ましくは符号
付きの値であることが許される。しかしながら、もちろ
んこれは、水素供与体と水素受容体とを、代わりにある
型の場の中に別々に含ませることによって、単純に表さ
れることができた。方向の場は２つのパラメータを必要
とする。好ましい本実施例ではＸを超えるＺとＹを超え
るＸとの比率がこれを特定するために任意に用いられる
。しかし、もちろん他の幾何学的指数が代わりに用いら
れることができる。

〈エネルギ依存性マツプ〉 残基型マツプ２３０と局在性親和カマツブ２５０とは、
今度はエネルギ依存性マツプ２６０をつくるために用い
られる。このエネルギ依存性マツプは、原子位置マツプ
２１０へのポインタを含み、残基型マツプ２３０の中に
保持されている各角度パラメータに対し推算関数を特定
する。推算関数は、（例えば）サドルポイントを滑らか
に結ぶために、正弦関数または反対の前符号をもつ２次
多項式でもって任意的に結合された、角度パラメータ上
へのエネルギ依存性の推算のための２次近似とすること
ができる。別の方法では、このエネルギ依存性マツプは
、原子番号とＸＹＺ座標に対する依存性として表される
ことができ、またはこれらの付加的なＥ（ＸＹＺ）パラ
メータがＥ（ｄ、φ、・・・）パラメータに加えて格納
されることができた。しかしながら、構造の角によって
実在している構造に対する変形のためのエネルギ依存性
をモデル化することがより有利であると確信される。な
ぜなら、その方が高水準な結果をより直接的に準備する
ことを可能にするからである。

原子位置マツプ２１０からシェルマツプ２４０をつくる
ことは、「フロピＪ（Ｆｒｏｄｏ）のような蛋白質構造
を表示するために用いられる容易に利用できる３次元グ
ラフィック装置によってすでに実行されているというこ
とが注目されるべきである。

ジャーナル・オブ・アプライド・クリスタログラ７　、
ｌ　−（Ｊ　、Ａｐｐｌ、　Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａ
ｐｈｙ）　ｌ　ｌ　、　２６８（１９７８年）のＴ、Ａ
、ジョーンズによる論文を参照されたい。

〈エントロピ依存性マツプ〉 最後に、この好ましい本実施例において、エントロピ依
存性マツプ２７０が、好ましくは原子位置マツプ２１０
と、残基型マツプ２３０と、局在性親和カマツブ２５０
と、シェルマツプ２４０と、エネルギ依存性マツプ２６
０とからつくられる。

エントロピ依存性マツプは、シェルマツプ２４０と同様
にフォーマット化された付加的なシェルマツプとして好
ましくコード化され、これは、重要なエントロピ成分が
非局在性の原子基によって定義される、前もって決定さ
れた構造の表面上だけに［柔軟な（ｓｏｆ　ｔ）Ｊシェ
ル領域を示す。例えば、表面のりジン残基のイプシロン
アミノ基は典型的には空間的に決定されない。そして、
この末端の側鎖基の移動の自由度に起因する重要なエン
トロピ寄与が存在する。

＜ｘｙｚマツプをつくるシーケンス〉 この情報を得るステップのシーケンスは任意的であると
いうことが注目されるべきである。第１の教えは、高水
準のＸＹＺマツプが開始点として用いられるべきであり
、非常に多種のフォーマット化オプションがこのマツプ
中の情報をコード化するために用いられる表現中に存在
するということが、コンピュータシミュレーション及び
／又はコンピュータグラフィックの当業者にとって明ら
かであろうということである。さらに、多種の異なるプ
ロセス上のステップが、必要とされる情報と必要とされ
るフォーマットとを得るために順番に用いられることが
できる。

また、どのような特定の情報がマツプの中で用いられる
かということに関して、二者択一的な実質的範囲が存在
する。例えば、この好ましい本実施例においては、付加
的構造のジスルフィド結合は許されない。これは、普通
ジスルフィド結合が自然には比較的少なめに用いられる
からであり、ジスルフィド結合を加えることは不適当な
ジスルフィド結合をつくり出す実質的なリスクが生じる
からである。（多数のジスルフィド結合は比較的大きな
蛋白質構造中でより一般的に用いられ、そして、試験管
内でこのようないくつかの構造が困難さを伴ってのみ折
りたたむことが観察されることができる。） もう１つの例では、エントロピ依存性マツプ２７０の使
用はまた非常に任意的なステップである。

このマツプを用いる最適化によって得られることができ
た利点の一部分は適当にエキスパートルールを用いて単
純化されることができる。即ち、本発明の重要な教えは
、局在性の非空間的パラメータはスターティングマツプ
の中で好ましく用いられるべきであるが（そして、当業
者は少なくともそれらのいくつかの非空間的パラメータ
の最適化プロセスに対する関連性を容易に認識であろう
）、当業者はまた、これらの非空間的パラメータの全部
が、実行されるあらゆる構造に対して考慮されなければ
ならないという訳ではないということも認識するであろ
う。

また、用いられるデータ変換の多くは、好ましいエキス
パートアシスタントの本実施例で用いられるグラフィッ
クのフォーマット化にぴったり合うであろうということ
も認識されるべきである。

上記の例の中で特定される変換の多くは、蛋白質構造の
３次元グラフィックシミュレーションを行う上でのどの
ような場合にも用いられるようなものである。多くの他
のものはグラフィック・デイスプレィのための非常に便
利な入力情報を提供するであろう。例えば、局在性の電
荷は、位置、強さ、及び局在性の電荷の符号を示すため
に、付加的なマツプカラーとしてグラフィックデイスプ
レィ上に重ねられることができる。同様に、双極子モー
メントは、３次元グラフィックデイスプレィ上に、長さ
が双極子モーメントのマグニチュードに比例し、かつ方
向が双極子モーメントの方向を示す、区別できる色の短
い線分としてマツプ化されることができる。同様に、水
素結合の受容体または供与体の傾向もまた、重ねた色に
よって表示されることができる。

このようにして、得られたデイスプレィ上のかなりの量
の情報を含む空間的マツプは、好ましく第１ステツプと
して与えられる。このデイスプレィ上の高水準の情報を
含むマツプを提供することの１つの利点は、必要な計算
が予め実行されることができるので、エキスパート決定
プロセシングがランタイムにおいてより速くランできる
ということである。これは、事前の計算がバッチ処理と
して行なわれるであろうから、エキスパートアシスタン
トの実施例についてとくに有利である。パラメータの事
前の計算が比較的広い計算を必要とすると考えられると
きは、これはただ１回だけ行なわれることが必要であり
、そして、このようにして得られたデータはライブラリ
内に前もって決定された構造とともに格納されることが
できる。

［以下余白］ 〈ＸＹＺマツプの更新〉 これらの前もって計算されるパラメータの多くが、ブロ
ックが付加されるのに伴って、逐次的かつ局所的に更新
されるであろうということもまた注目されるべきである
。これらのパラメータの事前の計算が、全体的な再計算
を行うことよりも、リストの中の個々の項目を評価し更
新することによって局所的に実行されることができると
いうことが、与えられる特定のデータ構造の１つの利点
である。

く空間的分割〉 データ構造の２番目の好ましい特徴は、アドレスがつけ
られた空間の体積の分割である。すなわち、処理されて
いるＸＹｚ体積が、各座標軸の上で分割することによっ
て好ましく立方体に分けられる（しかしながら、もちろ
ん分割を満足させる他の空間が代わりに用いられること
でき、または重複する分割が用いられることができた。

）。この利点は、空間的に限定される操作の多くが、比
較的小さい体積上の計算のみによって実行されることが
できるということである。例えば、辺が１０オングスト
ロームの立方体への分割が用いられ、関心のある体積に
隣接するすべての立方体を通しての検索が、水素結合と
影響力のある他のほとんどの相互作用とに対するすべて
の関連の可能性のある候補を発見するために保証される
。静電気的相互作用（塩橋の形成）が約１５オングスト
ロームより大きい距離では重要となる可能性がある。そ
こで、任意的に次の最も近くに隣接する立方体が、すべ
ての塩橋の候補の発見の付加的な保証を与える。すなわ
ち、この分割は、局所的に迅速に実行されるために、逐
次的な構築と精巧な最適化方法の使用とを促進する種々
の検索方法を許す。

いったんＸＹｚマツプが最初に定義されていれば、第１
ステツプは初期化ステップ１３０となるであろう。しか
しながら、より明確に説明するために、順序を変えて、
逐次的構築ステップ１４０が最初に記述され、初期化ス
テップ１３０はその後で記述されるであろう。

くライブラリ構築ブロック〉 この好ましい本実施例において、ライブラリは各ブロッ
クのために格納される多数の前もって計算されるパラメ
ータを伴った、有効に小さいサイズのブロックを含む。

すなわちこの好ましい本実施例では、ライブラリはトリ
ペプチドのシーケンスの完全なリストをを含む。このよ
うなシーケンスの数は８０００である。

ジペプチドまたはテトラペプチドのような異なるブロッ
クサイズは、二者択一的にライブラリ中で用いられるこ
とができる。この選択は、負荷を計算するランタイムと
、格納されなければならないパラメータの数との間の交
換を含む、いくつかのファクタに依存する。しかしなが
ら、どのような場合でも、ライブラリの中のブロックの
サイズはテトラペプチドの長さかまたはこれより短い全
部の組のブロックを含むことが好ましい。

任意的に、ライブラリは長さが変化するブロックを含む
かもしれない。例えば、トリペプチドのライブラリはテ
トラペプチド、または実験的に決定される下部構造の選
定で（実験的に決定されるコンホーメーションパラメー
タとともに）補充されることができる。

ライブラリ内の各ブロックに対して、格納されるパラメ
ータは好ましく次のものを含む。

■）各ブロックに対するすべての局所的最小エネルギの
コンホーメーション。トリペプチドのライブラリに対し
ては、これは少なくとも１つのパラメータセット（−１
，φ３．メ２．ψ２）を含むであろう。特定のトリペプ
チドブロックの残基に依存して、それは、最小エネルギ
のフンホーメーションの各々に対する最小エネルギの側
鎖角のコンホーメーションをも含んでもよい。それで、
χ、、、（１番目の残基のχ１角）、χ２１．及び／又
はχ１，１もまた特定されるであろう。任意的にそして
余り好ましくなく、χ２の値はまたいくつかの残基に対
しても特定されることができる。

２）さらに、各局所的最小値に近接したこれらの種々の
パラメータへのエネルギ依存性もまた格納されなければ
ならない。すなわち、各局所的最小値とともに、これら
の最小値とは少し異なるパラメータ値に対するエネルギ
の推算を許す近似が好ましく用いられる。好ましく、こ
れらの推算は、交差項のない各パラメータが別々になっ
た２次型となっている。すなわち、与えられた局所的な
エネルギの最小値に対して（例えば、各ｌ、φのベアの
アルファ、の局所的最小値に対して）パラメータが推算
多項式に対応して格納されるであろう。

Ｅ（ｔｌ、φ）＝Ｅ（１，、φ０） ＋Ｋ　ｎ、ｎ（ＩＩ　ｏ） 十Ｋ　＋＊、２＋（Ｉ−一。）２ ＋に＋＊＋ｎ（φ−ψ０） ＋に、φ・２）（φ−φＧ）２ 上式において、−０とψ。とは局所的最小値に対する（
−９φ）ペアであり、Ｅは推算されたエネルギ寄与（示
件数）である。

このような２次の適合技術は、局所的エネルギの最小値
が比較的シャープであるパラメータにとくに適合する。

しかしながら、その他の便利な適合方法が、比較的広い
範囲の値が考慮されなければならないと考えられる領域
に対して用いられるかもしれない。例えば、普通のラマ
チャンドランプ０７ト（Ｒａｍａｃｈａｎｄｒａｎ　ｐ
ｌｏｔ）において、エネルギ的にあまり好ましくないが
、完全に禁止される程ではない、ベータシートと右手系
アルファの両局所的最小値の間の領域がある。このよう
な領域を超えての可能なエネルギの推算においては、エ
ネルギは、例えば、３つの項の最小値として局所的に推
算されるかもしれない。ここにおいて、上記項の２つが
２つの局所的最小値において２次のエネルギ推算に対応
する。そして、３番目の項は、例えば好ましくない最大
点の近くの滑らかに変化する推算を与えるのを助ける正
弦関数（または、反対の前符号をもった２次関数）を表
す。すなわち、推算のつなぎ合わせは、サドルポイント
において滑らかな局所的近似を与えるために、正弦関数
を用いて行なわれるかもしれない。もちろん、二者択一
的に、推算関数をいっしょにつなぎ合わせるための多種
のその他の一般に知られた方法が用いられてもよい。

このようにして、ブロックがライブラリから検索された
ときには、その可能な局所的最小エネルギのコンホーメ
ーションはそれとともに検索されるが、初期の仮定の修
正のための推算を行うためのパラメータもまたそれとと
もに検索される。このようにして、最適化が、すべての
関連する寄与の全部の再計算を行うことなく、依存性を
前もってこのやり方で格納することの利用によってオン
ラインで実行されることができる。

さらに、ライブラリ内の各ブロックは好ましくエキスパ
ートルールへの入力として用いられることできる付加的
なパラメータを含む。例えば、■ヒツトの論理（または
、数ビットの整数）パラメータが、与えられたブロック
が疎水性であるかそれと゛も親水性であるかを表すため
に前もって格納されることができる。

もう１つの例では、正味の好ましさのパラメータもまた
各ブロックとともに前もって格納されることができる。

すなわち、いくつかのトリペプチドのシーケンスが他の
ものより好ましいとみなされるように初期に考慮される
ことができる。例えば、グリシン−グリシン−グリシン
のシーケンスは、蛋白質のドメインの折りたたみの動力
学に負のエントロピ寄与を与えるので、好ましくないと
考えられる。

さらに、局在性パラメータもまた好ましく前もって格納
される。これらの事前の格納は多数の残基間の相互作用
に起因するいくつかの寄与の計算を促進する。例えば、
ブロックの各残基のために、側鎖に対するＬつのｐＫ値
が好ましく格納される。

（このパラメータは、本質的に、イオン化するための側
鎖の傾向を示す。そして、このようにして異なる周囲の
ｐＨ値において局在性電荷を与える。

）さらに、イオン化される電荷（または等側部分電荷）
に対する推算された等節位置に対するＸＹＺ座標もまた
、もしあれば格納される。これは、静電荷の計算が塩橋
の形成に起因するエネルギ寄与を測定するために用いら
れることができるということを意味する。

同様に、ファンデルワールス半径パラメータが、側鎖中
の各原子に対して別々に格納されてもよい。

（二者択一的に、これらの半径は計算時において種々の
タイプの原子（炭素、酸素、硫黄、水素、窒素）に対す
る直接的な探索によって単純に計算されてもよい。） 同様に、（位置、方向、大きさを含む）電気双極子モー
メントベクトルもまた各側鎖に対して好ましく格納され
る。再び、このパラメータの事前の計算は、結合エネル
ギへのファンデルワールス力の寄与のすばやい計算と、
上反角パラメータと、ファンデルワールス力の寄与を最
適化するための側鎖角パラメータのすばやい最適化とを
許すために、異なるコンホーメーション値に対して、そ
れが容易に変換されることを許す。

同様に、局在性の水素結合傾向値もまた好ましく格納さ
れる。すなわち、ライブラリ中のブロック内の各側鎖に
対して、水素結合の供与体ハーフを形成する傾向を有す
るいくつかの部位（ヒスチジン中のデルタ−１窒素のよ
うな）が存在するであろう。そして、水素の受容体部位
となる傾向を有する他の部位（ヒスチジン中のイプシロ
ン−２窒素のような）が存在するであろう。このように
して、ライブラリ中での構築ブロックは、各々前もって
計算された供与体と受容体の位置を有するであろう。こ
れらの供与体と受容体の位置は主鎖中の、すなわちペプ
チド骨格中のいくつかの位置を含むということに注目さ
れたい。普通、ペプチド鎖中の酸素は水素受容体として
作用することができ、ペプチド骨格中のアミド基は水素
供与体として作用することができる。例えば、ベータシ
ート構造においては、これらの２つの部位は分布された
様式で広範囲にともに結合する。水素供与体と受容体の
位置の推算はライブラリ中の特定のブロックの関数であ
るということに注目されたい。

例えば、１つの側鎖中の窒素供与体は、隣接する側鎖中
の水素受容体との水素結合を形成する強い傾向を有する
かもしれない。このようにして、このパラメータの事前
の計算とＸＹＺ位置の格納とは、ともに修飾されると考
えられる角度によるそれらのＸＹＺ位置の回転変換の係
数とともに、計算時の計算プロセスを大いに促進する。

これらのパラメータは、近接効果のために調整されなけ
ればならないかもしれない。例えば、もし単一の受容体
部位に近接して２つの供与体部位があれば、その受容体
部位に対する傾向値は調整されなければならないだろう
。ライブラリプロ・ツクに対するパラメータの事前の計
算の利点は、好ましい実施例中に教示されるように、こ
のように精密な計算が、少なくとも近接効果が同一のオ
リゴペプチドのブロックの中での構造に起因するならば
、オフラインで実行できるということである。

さらに、立体構造障害寄与を含むエントロピ寄与もまた
ライブラリ中のマルチペプチドのプロ・ツクに対して格
納されることができる。さらに、これらの寄与の、この
特定のオリゴペプチドのプロ・ツクに対する角度への依
存性もまた前もって格納されることができる。このよう
にして、ライブラリ中のブロック内で、２つの隣接する
グルタミン酸基の好ましくない静電相互作用と立体構造
障害とが計算時に迅速に評価されることができる。なぜ
なら、単純な多項式と３角法の計算がこれらの寄与を定
義された角度パラメータに基づいて評価されることを許
すからである。

〈ライフ゛ラリブロンタサイズ〉 ライブラリは、各ブロックに対して格納された多数の前
もって計算されたパラメータを伴った有効に小さいサイ
ズのブロックを含む。好ましい本実施例では、ライブラ
リはトリペプチドのシーケンスの完全なリストを含む。

このような基本的なシーケンスの数は８０００でアル。

ジペプチドまたはテトラペプチドのような異なるブロッ
クサイズは、二者択一的にライブラリ中で用いられるこ
とができる。この選択は、負荷を計算するランタイムと
、格納されなければならないパラメータの数との間のト
レードオフを含む、いくつかの７アクタに依存する。し
かしながら、どのような場合でも、ライブラリの中のブ
ロックのサイズはテトラペプチドの長さか、またはこれ
より短い全セットのブロックを含むことが好ましい。

〈オーバーサイズのライブラリ成分〉 任意的に、ライブラリは長さが変化するブロックを含ん
でもよい。例えば、トリペプチドのライブラリはテトラ
ペプチド、または実験的に決定されるシーケンスの選定
で（実験的に決定される表面コンホーメーションパラメ
ータとともに）補充されることができる。

このようにして、例えば、（コンホーメーションを含む
）シーケンスとパラメータとが、より長いシーケンスに
対して、例えば８またはｌＯのペプチド鎖より上のサイ
ズに対して、（それらが有効となるような既知の構造の
仕様からの抽出によって）ライブラリ中に含まれること
もまたできる。

とくに、特定の機能に関連した下位構造が含まれること
ができる。例えば、抗体の構造の組み立てに対する１つ
のとくに有用な要素は既知のＣＤＲループ構造である。

もう１つの有用な配置はリバースターン配列の３つの標
準型である。同様に、二者択一的な実施例においては、
ベータシートのストランド、β−Ｘ−β断片、アルファ
へりックス片、またはその他のより大きな下位構造もま
たブロックを構築するライブラリに対して用いられるこ
とができる。

好ましくは、ユーザーが短縮された検索方法を特定でき
るように、ソフトウェアを切り替えられる検索方法が用
いられる。この能力は、自動的なライブラリの更新が、
自立プロセス（ｓｅｌｆ　−ｓｔａｎｄｉｌｇ　　ｐｒ
ｏｃｅｓｓ）として、ライブラリの拡張に伴ってライブ
ラリ検索のアルゴリズムに過負荷を与えることなく、始
められるということを意味する。

〈初期パスの選択〉 初期に、操作者が連鎖のための一般的なパスを好ましく
特定する。例えば、Ｆｖ構造がポリペプチドの単鎖構造
を用いてシミュレートされるようになっている米国特許
出願９０２９７８号において論じられたタイプの出願に
おいて、目的の１つは２つのドメインのコンホーメーシ
ョンを安定化することである。このようにして、操作者
は、構築されているリンカ−が２つの実在するドメイン
構造間のジヨイント部に沿った重要な長さに対してラン
するように、初期に典型的には特定するであろう。一般
に、初期パスの一般的な選択は十分に高レベルな決定で
あり、ここでのキークエスチョンは、遂行される目的が
実際に何であるかということである。すなわち、パスの
一般的な方向は、エキスパートシステムに好ましくパス
される目的であり、エキスパートシステムが実行するこ
とが求められる決定ではない。

このようにして、最初に選択されたパスに沿った進行は
、仮定選択プロセスにおいて強力に好ましく重みづけさ
れる。しかしながら、いくらかの柔軟さが、最短距離の
パスから効果的なずれが発見されることを許すために、
好ましく許容される。

（しかしながら、限定されたデータセットが計算上の効
率のために用いられるところでは、もちろん厳重な制限
が計算が実行される領域に課せられる必要がある。） 〈逐次的な構築ステップ〉 逐次的な構築は、残基Ｌ（Ｎ−１１とＬ　ｆＮｌの上に
部分的に構築された付加構造と、実在している構造が与
えられた状況において、残基Ｌ　ＩＮ＋ｌｌか選択され
据え付けられるステージで記述される。さらに、付加構
造の挿入に伴って、少なくとも局所的にこれに対応する
ように、ＸＹＺパラメータマツプが更新される。（この
ように、各逐次的構築ステップにおける付加計算は基本
的には同一である。

それにもかかわらず、多数の構築ステップの結合の最適
化は、以下で明らかになるように、最終的には達成され
る。） 〈ライブラリからの検索候補〉 好ましく、ブロックを構築する一式のマルチペプチドは
同時に、ポリペプチドのシーケンスの１つの残基を構築
するために用いられる。例えば、ブロックＬ　（＋＋１
１に対する仮定が選択されることになっているときには
、ブロックＬＬ、）とＬｔｒ−ｕとが、位ＲＬ（１−１
１とり１７．とに対して定義される側鎖とマツチするｌ
対の側鎖で始まる２０トリプレツトを選択するために、
ライブラリへのインデックスとして用いられることがで
きる。このように、ライブラリ中の依存性を推算するた
めの多数の事前に計算されたパラメータの使用は、前の
２残基の値および残基のＸＹＺ環境とを伴った結合にお
ける、次の残基の迅速な適応を許容する。

上記の例は、呼び出されるライブラリがトリペプチドブ
ロックのライブラリであるということを仮定するであろ
う。しかしながら、他のライブラリの配列が代わりに用
いられることができる。ライブラリのフォーマットの選
択は以下でもっと詳細に論じられるであろう。

こうしてライブラリの速い検索操作はＬ４Ｎ＋１１に対
する一式の候補を定義するであろう。すなわち、トリペ
プチドブロックのライブラリを用いる例では、（ＬＩＮ
−１１，Ｌよ３．＊）タイプに対するすべてのブロック
のデータセットが、ライブラリから榛索されるであろう
。ここにおいて、＊はランダムな組み合わせの文字を表
す。すなわち、他のパラメータとマツチするライブラリ
中のどのようなブロックでも検索されるであろう。この
ステップは、第３図のフローチャート中のブロック３１
０のように表され、このブロックの結果は候補のセット
である。

リーガルブロック３１０に対する検索はライブラリ３０
５中のブロックの候補のセットを確認する。好ましく、
ライブラリ３０５からの候補は、第１図中のＸＹＺマツ
プおよび第２図中のデータ構造２１０，２７０のように
あられされるものに一般的に対応する、空間的シェルパ
ラメータのような３つの計算されたパラメータともにあ
られれる。

次のステップはここでは別にあられされるが、それは本
当に非常に単純なステップである。格納されるパラメー
タ値がＸＹＺマツプ１１０のような同じ参照フレーム内
にあるように、今度は各候補に対するライブラリ３０５
から検索されたパラメータ値が、ＬＨ−１に関してＬＮ
の位置とＬＮの方向とに従って変換される。これは、適
当な座標セクトの中にマツプ化されたパラメータととも
に一式の候補ＣＫとなる、セット３２５を提供する。

ｐＨに依存するカスタム化の利点を与えるさらに先のス
テップは、最終的につくられる構造が操作されることが
求められる前もって決定された環境の特徴に従って候補
のブロックとともに格納されるパラメータを修正するこ
とになっている。この１つの見地は、他の場所で論じら
れるように、ｐＫパラメータが局在性の部分的電荷値に
変換されるということである。もう１つの見地は、他の
環境パラメータもまた格納された値を修正するために用
いられることができるということである。

例えば、水和寄与のいくつかは、（たとえば、塩のかな
りの濃度によって）水環境の中で希釈液によって影響さ
れるかもしれない。その他の定数は温度範囲を操作する
目標によって影響されるであろう。

〈空間的障害のチエツク〉 今度は、最初の候補選択操作−好ましくは空間的障害の
チエツク３４０−が実行される。この空間的障害のチエ
ツクは候補残基り、＋□の各々の適合性に対するテスト
としてシェルマツプ２４０を用いる。

より正確には、好ましい本実施例において、空間的障害
のチエツク３４０は２つのブランチの中で実行される。

最初に、もし残基Ｌ　ｆＮ−１１またはり、がどちらも
グリシンでない場合には、空間的障害の側定に閾値が置
かれる。もし、先の基のどれもかグリシンでない場合に
は、そして、もし基Ｌ　Ｎ＋１を含んでいる候補ブロッ
クに対する、空間充填性のパラメータが、前もって決定
された閾値の深さを超えて、または前もって決定された
閾値の領域より大きい領域を超えて、シェルマツプ２４
０とともに浸透し合うならば、その候補は除外される。

これを決定するための１つの方法のサンプルは、最後の
基ＬＮ＋ｌのＸＹＺ原子位置からスタートし、各原子か
ら適当なファンデルワールス半径に対して外向きに進行
する繰り返しプロセスを用いることである。もし、障害
が１つの原子の（または、少なくとも確定した原子の）
（骨格と炭素のデータ原子のような）中央のＸＹＺ位置
において発見されれば、仮定は即座に拒絶され、もし、
障害が最小ファンデルワールス半径の内側か、または、
比較的大きい移動の自由度を有する（リジンのイプンロ
ンアミノ窒素のような）確定した原子の位置で発見され
れば、仮定は、候補の調整ステップの間、以下に記述さ
れるように再検査されるために、実行し続けられる。

任意的に、空間的障害のチエツク３４０は種々の他の既
知のアルゴリズムを用いて実行されることができ、それ
らの多くはコンピュータグラフィックの表現から得られ
る。−殻内には、例えば、１９８７年７月２３日発行の
エレクトロニクス訪中のレビュー記事を見られたい。こ
れは参照によってここに編入される。このように、以下
で与えられるこの空間的障害のチエツクの実行の仕方の
特定の例が単なる１つの実例として与えられるというこ
とが理解される。

〈電荷と塩橋のチエツク〉 この好ましい本実施例においては、これは塩橋のチエツ
ク３３０である。このチエツクは、残基ＬＨ＋１が配置
されることが期待される体積の上と、周囲のブロックの
上での迅速な統合チエツクを実行する。この迅速なチエ
ツクはいくつかの候補を除外するために用いられる。も
し、ある閾値より上の電気ポテンシャルが、Ｌｓ＋＋残
基が配置されると思われる領域内に発見されれば、同一
の符号の局在性電荷のある閾値より大きいすべての候補
が除外される。さらに、非極性の候補が除外される。こ
のチエツクは最小限度の計算と時たまの戻り計算の必要
性とを伴いつつ、非常に迅速に実行されることかできる
ので、それは好ましく実行される。

〈水素結合のチエツク〉 この好ましい本実施例においては、実行される次のステ
ップは水素結合に対するチエツクである。

すなわち、水素結合チエツクステップ３５０においては
、２つの連続する残基が水素結合でないどのような候補
も、非常に好ましくない。そして、もし他の候補が利用
できれば、このような候補は捨てられる。

塩橋チエツク３３０のようなこのステップは、好ましく
局所的親和カマツブ２５０に任せる。

〈示性数選択ステップ〉 次のステップは、いくつかのルールに基づく専門的な決
定に基礎が置かれた候補のランク付けとえり抜きとを実
行する、ルールに基づく示性数選択ステップであり、加
えて、最初は示性数の数値計算である。すなわち、この
ステージにおいては大まかな示性数が、少なくとも残っ
ている候補のいくつかに対して計算されるであろう。条
件的な除外ルールが好ましくこのステージで用いられる
。

すなわち、もしこのステージに対する閾値の上の大まか
な示性数を有する５つの候補が発見されることができれ
ば、（たとえば）外側に面した疎水性残基を有するすべ
ての基が除外されるであろう。

さらに、このステージは候補の中に部分的な柔軟性を含
むが、後で説明する程ではないであろう。

すなわち、たとえば、上反角に対するエネルギ依存性値
が、二者択一的な仮定を導入するための各仮定を修正す
るために用いられるかもしれない。

ここにおいて、各上反角は、事前に計算されたパラメー
タに基づく、１モル当たりｌ／２キロカロリーの好まし
くないエネルギ寄与に対応する量の各方向の変化を導入
することによって、３つの個々のステップにおいて、別
々にテストされる。好ましく、これらの変形は順番に実
行され、それらの最も好ましいものだけが実行され続け
る。このように、たとえばトリペプチドブロックを用い
て、１１が、考慮されている候補の仮定中で８５６の値
をもつための検索表によって特定されるかもしれない。

また格納されるエネルギ依存性パラメータも（たとえば
）、もしこのパラメータがｌＯｏだけ変化させられれば
、１モル当たり１／２キロカロリーの好ましくないエネ
ルギの変化が起こるであろうということを示すかもしれ
ない。したがって、候補の仮定の評価に加えて、〆１が
７５°と９５°とである付加的な仮定が評価されるであ
ろう。

次にパラメータφ１と−、とφ２とが順番に同様にひね
られる。これらの修正は、組み合わせ的というよりはむ
しろ好ましくシーケンス的に実行されるので、付加的な
チエツクステップの数が、少なくともマツプ化される解
の空間に関連して、比較的小さくなる。すなわち、この
大まかな選択は、空間的障害のルールまたは好ましくな
い静電気の寄与が除去されるかどうかを知るための迅速
なチエツクを実行する。そして、もし水素結合、塩橋結
合、またはファンデルワールス寄与が得られるならば、
それはまた知るための迅速なチエツクを実行する。した
がって、このステージでは、より詳細な計算が即座に実
行されるから、非常にありのままの水性数ルールが計算
を短縮するために好ましく応用される。水素結合寄与あ
るいは塩橋寄与のようなファクタの計算を促進するため
に、完全に詳細なマツプより、むしろ検索表が任意的に
用いられることができる。すなわち、任意的に検索表が
用いられることでき、これは、負の局在性電荷への正の
局在性電荷の近接が、各電荷の部分的な値かかけられ、
そして、オングストローム単位のそれらの距離で割られ
た、１モル当たりｌＯキロカロリーの好ましいエネルギ
寄与を与えるというようなルールを遂行する。しかしな
がら、最初の接近に対しては、このルールは単純化され
たルールとして遂行されることができる。そして、これ
は、例えば、もし電荷が等価な局在性電荷の０゜３電子
以上であり、そして、もし、用いられている局所的座標
系の範囲内において全オフセット（Ｘ差＋Ｙ差＋Ｚ差）
の７オングストロームより小さい範囲内で逆の符号をも
ち、かつ０．３等価部分電荷以上の補償されない局在性
電荷があれば、部分的な電荷が、１モル当たり０．１キ
ロカロリーの好ましいエネルギ寄与を与えるように推算
されると言える。そして、他にはどのような寄与も推算
されない。

さらに、このステップで好ましく実行されるありのまま
の推算は、最適化プロセスがそれ程それていないことを
確認するためのテストを含む。好ましく、発見される候
補のセットが評価され、そして、少なくとも１つの候補
が実質的な好ましい寄与を示したか、または少なくとも
（例えば）３つの候補が低い閾値（例えば、ゼロの正味
の寄与）の上の寄与を示したの４こもかかわらず、その
やり方がより早いステップ３３０，３４０，３５０ヘル
ープバツクし、そしてそれらのステップで除外された仮
定のいくつかを再導入する。

く候補の最適化〉 ルールに基づく水性数の選択ステップ３６０が実行され
た後、候補のさらに還元されたセットが候補の最適化ブ
ロック３７０にパスされるであろう。この点で、候補の
より詳細な最適化が、各々のエネルギ寄与のより正確な
評価を伴って好ましく実行される。

第４図は、この好ましい本実施例において、いずれか１
つの特定のフンホーメーションのエネルギの推算を形成
するために用いられる手順の一例を示す。再び、示され
た例はほんの１つの特定の実現であり、他のものが選ば
れることができる。

糸されたシーケンスは全熱必須ではないということが認
識されるべきである。テストは、示された特定の命令に
加えて種々の命令が実行されることができる。さらに、
前記および後記の議論の種々の例によって示されるよう
に、示されたテストのいくつかは省略されることができ
、そして多数の他のテストが加えられることができた。

（最も好ましく、ソフトウェアの切り替えが、部分的か
つ近似の推算が迅速に実行されることができるように、
計算のいくつかが省略されるかまたは短縮されることを
可能にするために用いられる。）エネルギの推算に対し
て述べられたステップは、水性数へのエネルギ寄与を推
算するために有用であるだけではなく、局所的に最適な
コンホーメーションを発見するためにもまた用いられる
ということもまた認識されるべきである。局所的に最適
なコンホーメーションの発見は、コンホーメーションの
パラメータが変化するのに伴って、エネルギの推算値中
の局所的最小値を見つけることによって実行されること
ができる。すなわち、１つの単純な手順が、二者択一の
値を伴った各パラメータの第１の値を−まとめにし、二
者択一の値に対する水性数を計算し、もしそれがより良
い水性数を有していれば新しい第１の値として二者択一
の値の１つを選択し、１つの付加的なパス中でそれ以上
の変化が起こらなくなるまでこの手順を繰り返すことに
なっている。所望される精度に依存して、多数の二者択
一の仮定が用いられることができる。

すなわち、例えば、各パラメータＸＫに対して、第１の
値Ｘ　ＫＧが、ｘＫ±５°と等しい二者択一の　′仮定
Ｘ０及びｘＫ２、並びにＸ０±１０と等しい付加的な仮
定ＸＫ３及びＸＫ４とともに評価されることができた。

二者択一的に、最初の繰り返しが定常状態に達した後は
、より小さいステップサイズが用いられてもよい。

構造からのエネルギ寄与の推算のための、及び／又は近
似的に特定された構造の最小エネルギのコンホーメーン
ヨンをみつけるための多数の他の普通の方法が用いられ
ることができるということもまた認識されるべきである
。例えば、１９８７年現在において有効であると信じら
れている、蛋白質構造の修飾のエネルギ推算のためのプ
ログラムは、（上記で引用されたブルコレリ（Ｂ　ｒｕ
ｃｃｏｌｅｒｉ）の論文の中で論じられた）チャーム（
ＣＨＡ　ＲＭＭ）と、アンバー（ＡＭＢＥＲＸジャーナ
ル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティＪ、Ａ
ｍ。

Ｃｈｅｍ、　Ｓｏｃ、　　１０６巻、７６５頁（１９８
４年）のワイナー（Ｗｅｉｎｅｒ）らの論文を参照され
たい）と、（アーノルド４ハグラー（Ａｒｎｏｌｄ　　
Ｈａｇｌｅｒ）らによって開発された）ディスカバー（
ＤＩＳＣＯＶＥＲ）とである。

〈示性数の推算〉 第４図のサンプル７０−では、（例えば、ステップ３８
０を実行する目的のために）特定の仮定のエネルギの推
算が形成されるプロセスが、今度は詳細に記述されるで
あろう。多種の計算上の近道が以下で詳説される推算ス
テップを加速するために用いられることができ、そして
、数値計算の当業者によって認識されるであろうように
、特定して記述されたものに加えて多数の近道が記述さ
れた一般的な機能性を遂行するために用いられることが
できるということが注目されるべきである。

以下の議論においては、自由エネルギが、正確な科学的
計算としてではなく、本質的には示性数として、いくつ
かのステップの中で用いられるかもしれないということ
もまた認識されるべきである。したがって、以下の議論
のいくつかにおいては、正確ではないが、種々の環境に
配置ざｈた好ましいウェイトと好ましくないウェイトと
を反映する「エネルギ」の数値に対して人為的な調整が
行なわれるかもしれない。

〈電気ポテンシャルからの寄与〉 最初に、候補パラメータのセットが、あるレベル（例え
ば、０．０５電子）より大きいマグニチュードをもち、
かつまだ評価されていない局在性の電荷があるかどうか
をみるために検索される。

あるパラメータが評価されたか否かの照会は、推算プロ
セスの期間中の推算結果の記録に対して単純に、推算の
各ループの後で好ましくリセットされる局所的なタグビ
ットを照会する（第４図は推算の１つのループを示す）
。これらのタグビットは、局所的な親和カマツブ２５０
のパラメータセット内の付加的なビットとして運ばれる
かもしれない。

このように、ブロック４と５とは、閾値より大きい局在
性の電荷値が発見されるか否かをみるために、候補ＬＮ
＋＋内に保持されるすべての要素ブロックを通して検索
する。もしそうであれば、検索が、静電エネルギ寄与を
評価することに関連すると考えられる他の局所的電荷に
対してなされる。

この好ましい本実施例において、これは、ＸＹＺマツプ
中のすべての隣接する部分を検索することと、それらの
隣接するブロック内の最も近い３つの電荷を発見するこ
ととによって実行される。これは、候補のＩＯオングス
トローム内のすべての可能性のある電荷が発見されるで
あろうということと、候補の位置から２０オングストロ
ームを超えて離れているどのような可能性のある近隣の
電荷をも評価する上において、時間が全く消費されない
であろうということとを意味する。

最も近い３つの電荷が発見された後、それらのエネルギ
寄与が合計される。二者択一的に、すぐそばにある小さ
い部分的電荷、または二者択一的に検索される体積内の
候補領域からの距離に対する電荷の比の最大値をもつ３
つの電荷に起因する、アルゴリズムの歪みを避けるため
に、隣接するブロック内で発見されたすべての負荷にわ
たって単純に合計することは、好ましいかもしれないと
いうことに注目されｌこい。

いずれの場合にも、周囲の電荷セットが選択された後、
各々のエネルギ寄与が、次のような式を用いて、漸増す
るエネルギ推算値Ｅ　ｃｕｍの中に好ましく評価され、
考慮されている局所的電荷が評価されるに伴って臨時に
付加される。

Ｅ　ｃｕｍ＝　Ｅ　ｃｕｍ＋　Ｋ　、　Ｃ＋　Ｃ、ｄ−
’静電荷に起因するエネルギ寄与に対するこの式におい
て、部分的電荷値Ｃ１とＣ２が、ｐＫと、与えられた環
境中のイオン化するための傾向との間のよく知られた関
係に従って部分的にさせられる。

（ある基は、その基に対する特有のｐＫと等しい周囲の
ｐＨレベルにおいて５０％イオン化されるであろう。そ
して、イオン化の程度は、そこからエキスポネンシャル
な関係に従って変化する。）第１に関心のある基に対す
るｐＫ値は、アスパルテートに対しては３．９、グルタ
メートに対しては４．３、ヒスチジンに対しては６．６
、チロシンに対してはｌ　Ｏ，Ｌ　リシンに対しては！
０．５、アルギニンに対しては１２．５である。このよ
うに、周囲のｐＨに依存して、イオン化されるのに伴っ
て異なる基を処理することは適当であるかもしれないし
、あるいは適当でないかもしれない。例えば、アスパル
テートは、血液のｐＨにおいて典型的に負の電荷をもち
、極端な酸性条件下においてのみ中性化されるであろう
。

このように、電荷量の値ＣＩ　（Ｃ２の両方が典型的に
部分化されるかもしれない。Ｋ、は最も便利な単位で好
ましく選択される。好ましい本実施例　・において、ｄ
はオングストロームで計算され、Ｋｌは、エネルギの計
算結果が、化学的熱力学計算において一般的でありかつ
便利である１モル当たりのキロカロリーの単位であられ
されるように、好ましく選択される。

局在性の電荷を導入することによって行なわれるエネル
ギ寄与は、もちろん極性化のテンソルに依存する。この
好ましい本実施例においては、これは、双極子に対する
付近のボックスを再び検索することと、電場増分Ｅ１と
各双極子の双極子モーメントＤＮとの間の積に比例する
エネルギ項を、漸増するエネルギ推算値Ｅ　ｃｕｍの中
に、加えることとによって計算される。

Ｅ　ｃｕｍ＝　Ｅ　ｃｕｍ＋’Ｋ　、（Ｅ　＋　Ｄ　Ｎ
）ここにおいて、再びに３が、好ましく用いられる単位
との適合のために選択される。この等式において、Ｅｌ
は負荷のポテンシャル要素Ｃ１に起因する計算された電
場のベクトル成分（双極子ＤＮに配置された）である。

Ｃ１が位置（ＸＹＺ）＋に配置されるのに伴って処理さ
れるので、局所的電場増分の計算は真っ直ぐに進む。　
　　゛ 二者択一的に環境を変える効果は、例えば、周囲の水環
境と、蛋白質のドメイン内部でしばしば発見される疎水
性の基の密度との間の差を考慮する、局所的な誘電定数
に対する空間的に変化するパラメータを導入することに
よって調整されることができるということが認識される
べきである。

このように、評価操作４１０の終わりに、考慮されてい
た局在性の電荷が今度は評価されるのに伴って付加され
る。テスト４０５が今度は、評価されるのに伴って付加
されなかった他の新しい局在性の電荷があるか否かをみ
るために、反覆される。もしあれば、付近の電荷と双極
子との対する検索４０７が再び実行される。そして、増
分エネルギ修正４１０が繰り返される。

［以下余白］ 二者択一的に、距離に依存する許容項を用いる静電ポテ
ンシャル項を計算することが可能となるであろう。よく
知られているように、クーロンの計算に対するこのよう
な修正は、引き合う相互作用中の極性化効果をまねする
場合と、より長い範囲の相互作用（これは水の環境下に
おける溶媒の相互作用によってさえぎられるであろう）
を抑制する場合とにおいて有効となることができる。

二者択一的に、電気双極千項を用いる前記のエネルギ項
を計算することが可能となるであろう。

すなわち、局在性の部分的な固定電荷を推算し、そして
場の寄与を評価するための静電学を用いる代わりに局在
性の部分的な双極子を二者択一的に推算することができ
る。そして、双極子−双極子間の相互作用を推算するこ
とによってエネルギの７アクタを評価することができる
（１対の方向付けられた反対電荷に対応する双極子は極
性化テンソル中の局在性の異方性を表現する双極子モー
メントとは異なるということに注目されたい。）。

（この好ましい本実施例では用いられない）さらに任意
的なステップは、実質的な局所的電場が存在する領域の
中への局在性の双極子モーメントの導入に起因するエネ
ルギ寄与を評価することである。これは、たとえば、双
極子モーメントが評価時に付加されなかった付加構造内
において同定されたかどうかを知るための付加物質を検
索するテスト４１５として遂行される。同様に、もしこ
のような双極子モーメントが発見されれば、体積検索４
１７が局所的な電場を見つけるために実行される。この
ように、漸増するエネルギ推算値Ｅ　ｃｕｍが、局所的
な電場とともに評価されている双極子モーメントの積に
比例する寄与の中に付加することによって、この仮定に
対して更新されることができる。

上で注目されたように、単性数は純粋なエネルギ計算で
ある必要はない。例えば、ドメインの表面近くの固定電
荷は、結合または反応の経路を定義するために望ましい
かもしれない。そして、このような場合には、エネルギ
の最適化がそれらの望ましい固定電荷からのオフセット
を組み入れることは許されるべきではない。したがって
、このような場合には、付加の項または条件が静電気の
推算値の中に好ましく加えられる。例えば、実効のない
（ｐｈａｎｔｏｍ）反対電荷が、固定された表面電荷が
機能上の理由のために所望される位置の付近で、ＸＹＺ
マツプの中にマツプ化されることができる。

〈水素結合の傾向〉 評価ステップ４２０が実行され、そし−てテスト４１５
が、それ以上の双極子モーメントが付加物質中で評価さ
れるために残留していないということを示した後、今度
はもう１つのテスト４２５が実行される。このテストは
、評価されるのに伴って、水素供与体または水素受容体
の部位がまだ付加されていないかどうかをみるために、
局所的親和力のテーブルに従って局所的体積を再び検索
する。このような部位が発見される度に、補足的なタイ
プの水素結合の傾向の最も近い部位を発見するために、
局所的体積の検索が実行される（水素結合の形成の可能
な部位は、側鎖基中に発見されると考えられる部位と同
様に、ペプチドの骨格中の供与体部位と受容体部位とを
含むということに注目されｔこい。）。

この好ましい本実施例においては、水素結合の傾向はベ
クトルとして処理されるが、しかし、二者択一的に、代
わりにそれらは単純にスカラーとして処理されることが
できる。すなわち、ベクトルに限定することがより正確
となるときには、実際問題としてベクトルはたいていペ
プチド鎖の骨格から離れる方向に向けられるであろう。

それで、十分に近接している補足的な水素結合傾向は、
どのような場合にも、ともに適度に近接して方向付けら
れることがありそうである。しかしながら、この好まし
い本実施例のように、水素結合の傾向に対するベクトル
モーメントの積を用いることは、水素結合によって生成
されることができる角度のねじれか、より直接的に評価
されることができるという利点を与える。なぜならば、
これらの角度のエネルギ依存性がより正確に分かるから
である。

このように、第４図に示されるように、ステップ４３０
は、１つの成分を合計して、累加するエネルギ推算値Ｅ
　ｃｕｍとなる。

Ｅｃｕｍ＝Ｅｃｕｍ＋　（Ｈ＋Ｈ２）Ｋａｄ−”ここに
おいて、ＨｌとＨ２とは水素結合の成分の方向付けられ
た値である。距離依存性を与えるべき指数ｎは好ましく
はｌＯであるが、しかし、二者択一的に、このべき指数
より大きな値が代わりに用いられることができ、または
単純な多項式が代わりに用いられることができる。

再び、このように評価される水素結合のポテンシャル部
位が付加される。もし、発見された補足的な結合の部位
もまた候補構造の一部であり、かつまだ評価されていな
ければ、評価されるのに伴ってそれが付加される。水素
結合からの寄与を評価する上において、それ以下では推
算された寄与が計算されなかったであろう閾値のレベル
と同様に、どれか１つの水素結合から推算されるエネル
ギ寄与に最大値を課することが有効であるかもしれない
。

水素結合の傾向のマグニチュードへに対する修正は、局
所化に起因する効果を考慮するために、任意的に行われ
ることができるということに注目されるべきである。例
えば、「二まｔ；に分けられた（ｂｉｆｕｒｃａＬｅｄ
）Ｊ水素結合（ここにおいては、例えば２つの供与体が
１つの受容体に近接している）が、少し異なる定数を用
いて好ましく推算される。

（二者択一的に、このような二またに分けられた結合は
、別々のケースとして、そして３体）オーミュラ（ｔｈ
ｒｅｅ−ｂｏｄｙ　　ｆｏｒｍｕｌａ）を用いて評価さ
れる寄与として処理される。）　　　　　′くファンデ
ルワールス寄与〉 ステップ４２５の繰り返しが、水素供与体または受容体
が評価されなかったことはないということを示した後、
ステップ４４０がファンデルワールス力の寄与の残りの
部分を推算するために好ま【７く実行される。普通に用
いられるこの寄与に対する推算値は、６次の引力が、フ
ァンデルワールス半径においてエネルギの最小値を与え
るために１２次の斥力によってバランスされるような、
いわゆる６−１２次則である。（普通、この関係は、計
算を最小化するために、予め計算されたテーブルの中で
単純に検索される。）全体としての寄与は重要であろう
けれども、各個別のファンデルワールスの相互作用から
の好ましい寄与は、比較的小さくなるであろう。しかし
ながら、この評価によって発見された好ましくない寄与
はより重要なｉ別のマグニチュードをもつかもしれない
。

〈エントロピ寄与〉 二者択一的な種類の実施例において、任意的な付加ステ
ップ４５０がエントロピ寄与と立体構造障害とを考慮す
るために用いられる。これは、他の多くの寄与より重要
さが低く、任意的に省略されることができる。

く角度依存性ひずみの寄与ン 次に、ステップ４６０が、付加された構造またはオリジ
ナルの構造に導入される角度ひずみを考慮するために好
ましく用いられる。すなわち、付加された構造の上反角
が安定した自由空間構造のそれと局所的に等しくないと
ころでは、結合のねじれに起因する好ましくないエネル
ギ寄与が推算されることができる。

〈水和作用の寄与〉 最後に、ステップ４７０が水和作用のエネルギを評価す
るために用いられる。水和作用のエネルギの評価は、少
なくとも蛋白質の表面では、典型的には極端に単純であ
る。なぜなら、これらは、良好な近似で、用いられた種
々の基の特徴として単純に処理されることができるから
である。このように、溶液にさらされた極性の基または
帯電された基は、一般に脂肪族の基に宵利である。

体積排除計算は、この計算の一部として好ましく含まれ
る（例えば、シェルマツプ２４０中の局所的な各隣接部
に単純なテストを行うといった、種々の方法で遂行され
ることができる。）。除外計算は、どちらの原子と基が
（原子バッキング中のギャップによって）溶液との相互
作用にさらされているかをみつける。

〈ダイナミックプログラミング〉 このように、第４図に示される推算方法は、再評価ステ
ップ中で好ましく用いられ、かつ以下で論じられるよう
なステップ１６０中でもまた好ましく用いられる詳細な
ステップを与える。

この好ましい本実施例においては、ダイナミックプログ
ラミング法が「先をみる（１）ｏｌ（ａｈｅａｄ）Ｊ最
適値を得るために用いられる。ダイナミック・プログラ
ミングは、第５図中に模式的に示されている既知のテク
ニックである。第５図は、サンプルのダイナミックプロ
グラミングの５行６列のマトリックスを示す。Ｌｌや３
，１．はＮ＋１段でメリットの最も高い形をもつ累加す
る仮定をあられす。

同様に、Ｌ　ｆＮ＋ｌ＋ｌ＋は、このステージにおける
メリットの２番目に高い形をもっていた仮定をあられし
、ｉｓ−＋＋２．はＮｉステージにおける示性数が２番
目に高い仮定をあられし、その他も同様である。第５図
中に示された点線の矢印は異なる仮定間のシーケンスの
つながりを示している。すなわち、仮定Ｌ　＋１１１＋
ｌ＋は、仮定Ｌ（Ｎ−２＋ｌ＋＋ＬｆＮ−１＋２１　Ｌ
　（Ｎｌｌｌ　＋Ｌ　Ｌゎ１１３．の鎖をあられしてい
る。同様に、仮定Ｌ＋＋ｉ＋＋＋ｕは、仮定Ｌ　ｆＮ−
１＋　３１　＋Ｌ　ｆＮ＋　５１　＋　Ｌ　ｆＮ＋＋　
＋　１１の鎖をあられす。

ダイナミックプログラミングは、局所的には最善の仮定
ではない仮定を、局所的には最適でない仮定が後で最適
であったということが分かるかもしれないという可能性
のために、保存しておくための既知の方法である。これ
は、局所的には好ましいが、デッドエンドとなることが
分かっている仮定において、立ち往生するといった問題
を回避する。

ダイナミックプログラミング法においては、多数の仮説
が、手順の各ステップにおける候補として保持される。

第５図に示された例では、５つの仮定が各ステップで候
補として繰り越される。本発明へのダイナミックプログ
ラミングの適用においては、ブロックを構築するライブ
ラリが区別されるのに伴って、仮定が同一の基準で好ま
しく区別されるであろう。例えば、グリシン残基は１つ
の仮定であるかもしれない。プロリン残基はもう１つの
仮定であるかもしれない。ペプチド骨格の少ない好まし
いシス配列に先行するグリシン残基はもう１つの仮定で
あるかもしれない。アラニン側鎖はもう１つの仮定であ
るかもしれない。そして、５番目の仮定はないかもしれ
ない。すなわち、即座に仮定を拒絶しないための閾値の
基準に適する仮定はない。

第５図に示されたサンプルのダイナミック・プログラミ
ングの関係は、異常に複雑なマトリックスをあられす。

事実上、指定されたソート手順（３ｏｒｔ）の複雑さは
、ダイナミック・プログラミング操作がより多い深いレ
ベルで実行されるべきであるということを示唆する。ダ
イナミックプログラミング操作の深さは、もしあれば、
その中で一時的に好ましくない仮定がその示性数を示す
よう期待される決定フレームの数に対応する。第５図に
示された例では、５つのレベルの深さがかろうじて十分
となる。なぜなら、決定フレームＮ＋３現在においての
み、フレームＮ−１における好ましい仮定が仮定しくＮ
−１＋　ｌ）であったということが明確となるからであ
る。

仮定がどのようにしてともに連鎖されるのかということ
をより明確に示すために、第５図において、ステージＮ
＋３現在において好ましい仮定が結果として生じる仮定
の鎖が実線で示されている。

このように、この仮定Ｌ（Ｎ＋３１１１が、仮定Ｌ　（
Ｎ＋２１１１１Ｌ　（Ｎ＋ｌ＋４１１Ｌ（ＮＩＳＩ　＋
Ｌよ−、、３．の系統を引くということが分かると考え
られる。すなわち、フレームＮ＋３によって明らかに最
も好ましくあられれる仮定は、以前は仮定のセット中の
５番目と同じ低さにランクされていた。

このように、第３図に示された逐次構築ステップ＋４０
は、ダイナミックプログラミングのプロセスの部分とし
て遂行されることによって好ましくさらに修正される。

すなわち、第１図中のステップ１４０は、並行的に好ま
しく実行される。繰り越された５つの仮定の各々は、第
３図に示された逐次構築ブロック１４０への入力として
用いられ、そして、逐次構築ブロック１４０の各繰り返
しの再評価ステップ３８０が３つの候補をつくる。付加
的な再評価ステップ１４５は、仮定の次の代を形成する
最大で５つの候補にするために、このようにつくられた
１５の候補を呼び出して、用いられる。

〈バックトラッキング〉 「十分に良好な（ｇｏｏｄ　　ｅｎｏｕｇｈ）Ｊ容認の
閾値形態をイ半っＩニバ・ンクトラッキング（ｂａｃｋ
ｔｒａｃｋｉｎｇ）が、ダイナミックプログラミングの
代わりに、「先をみる（ｌｏｏｋ　−ａｈｅａｄ）Ｊ決
定を行う能力を遂行するために、（あまり好ましくない
が）用いられることができる。しかしながら、バックト
ラッキングは、計算のスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）
に関して先天的な困難さをもっている。任意的に、これ
は−度に１つより多くの残基のバックトラッキングを要
求することによって適合させられることができる。しか
しながら、先に論じられたダイナミックプログラミング
法のほうがより好ましい。

とくに、ダイナミックプログラミングと限定的なバック
トラッキングとの組み合わせがとくに有効である。すな
わち、ダイナミックプログラミング法が袋小路にぶつか
ったときに、新しい仮定がより早いステップで導入され
、先に向かって広められるように、ダイナミックプログ
ラミングのマトリックスが一時的に広げられる（及び／
又は深められる）。

もちろん、バックトラッキングの手順において、バック
トラッキングの手順が付加的な候補を発見することを確
認するために、袋小路に至る仮定を除外することが一般
的に有効である。しかしながら、デッドエンドの仮定の
除去はあまり大幅に行なわれることはできない。なぜな
ら、デッドエンドの仮定がどこで候補の仮定のより成長
できる（と希望される）鎖から発散するかということが
、もちろん典型的には知られないからである。これは、
−度に１つのステップをバックトラッキングすることに
よって実行されることができる。しかし、このような手
順は非常に好ましくなく進行し、そういう理由で、バッ
クトラッキング手順の計算上の要求が注意深く限界を定
められなければならない。

同様に、（「エキスパートアシスタント」の実施例にお
いては）オペレータの介入の可能性が、オペレータに、
遭遇する袋小路からダイナミックプログラミングのプロ
セスを救出することを許す。

〈初期化と終結〉 逐次構築プロセスを開始するためには、最も好ましい方
法は、ダイナミックプログラミングのアルゴリズムの全
部の深さに対して実在する構造の中へバックトラックし
、そして、実在する末端のシーケンス（すなわち、末端
の基に至る実在する構造のシーケンス）を、ダイナミッ
クプログラミングのアルゴリズム中の１つの仮定として
実行することである。これは、（それらの制限によって
過剰に強固に束縛されることなく）実在するシーケンス
上での構造上の制限に適合させるための逐次構築プロセ
スの適合が簡単であるということを意味する。

逐次構築プロセスが、（ステップ１２０によって決定さ
れる全体的なバスに沿って進行をモニタリングすること
によって検出される）末端に近づいたことが発見された
とき、別な方法で用いられるアルゴリズムの方法への修
正が円滑な移り変わりを保証するために、好ましく用い
られる。この修正と、逐次構築を開始させるための初期
化１３０を実行するために必要な修正は論じられない。

〈構築後の最適化〉 アミノ酸残基の鎖が特定された後、好ましく最終的な最
適化ステップが適用される。この付加的な最適化は、発
見された最善の解が受は入れられることを保証すること
を助ける。このように、種々のエネルギの最適化のテク
ニックが、上で詳説したもの、または、エネルギの最適
化に対する既知のテクニックに従った手順のような手順
を含む、このステージで適用されるかもしれない。

この最終的な最適化ステップは、また候補間の最終的な
決定を行うためにも用いられることができる。例えば、
鎖を閉じるステップが、最善の３つの候補（ダイナミッ
ク・プログラミングのアルゴリズムから得られる）と、
最終的なエネルギの最適化の後で推算された単性数を基
礎とするそれらの３つの候補の間からなされる選択とを
与え７゜ことが許されるかもしれない。

く生成物の製造〉 上記の方法によって生成されるポリペプチドのシーケン
スは、以下で論じられるように、それらを遺伝のシーケ
ンスの中へ翻訳することによって製造される。

遺伝コードは十分に冗長であり、多くの場合、１つのア
ミノ酸に対して多数の可能なコドンが存在する。したが
って、当業者にもよく理解されているコドンの取り扱い
のルールが、所望の生物中に遺伝情報を指定するための
最適な遺伝シーケンスの調製に利用されることができる
。（例えば、イケムラによる、ジャーナル・オプ・モレ
キュラー・バイオロジー（Ｊ　、　Ｍｏ１．　Ｂｉｏｌ
、　）ｌ　５１　：３８９−４０９（１９８１年）を見
られたい。

一般的に、オリジナルの抗体の可変領域の可変短鎖と可
変長鎖から得られたｃＤＮＡのシーケンスを、開始点と
して利用することが可能である。

これらのシーケンスは、以下で本発明にかかる方法によ
って明らかにされるペプチドのリンカ−の候補に対して
遺伝情報を指定する、遺伝リンカ−によって加えられる
ことができる。遺伝のシーケンスは新たに完全に合成さ
れることができ、また、ｃＤＮＡの断片は、上記したと
おり、合成リンカ−とともにリンクされることができる
。

ハイブリッドマスの大きなソースとそれらに対応するモ
ノクロン抗体とは、可変領域の可変長鎖と可変短鎖に対
して遺伝情報を指定するシーケンスの調製に有効である
。前に示されたように、与えられたクラスの抗体の可変
領域はほとんど、ある特定の超可変ループに対するもの
を除けば、事実上３次元の折りたたみパターン中で全く
一定であるということがよく知られている。このように
、本発明の蛋白質を結合している単鎖の特定の結合特性
を選択し決定するためには、超可変額域の蛋白質のシー
ケンス（そして、このように遺伝のシーケンス基礎にな
っている）を定義することだけが必要となる。超可変額
域は、結合している分子から分子へと変化する。しかし
、可変領域の残っているドメインは、与えられた種類の
抗体に対して一定で維持されるであろう。

ソースｍＲＮＡは広い範囲のハイブリッドマスから得る
ことができる。例えば、米国、メリーランド２０８５２
、ロックビル、パークローンドライブ２０３０９、アメ
リカン・タイプ・カルチャ・コレクションの１９８４年
１２月のＡＴＣＣ細胞列とハイブリッドマスのカタログ
の５−９ページを見られたい。その中に記載された、種
々の抗原と広く反応するモノクローン抗体を秘めたノへ
イブリッドマスを、カタログから入手して本発明に利用
することができる。とくに興味深いのは、ウィルス抗原
、腫ように関連する抗原、リンパ球抗原などと反応する
抗体を秘めた／１イブリッドマスである。これらの細胞
列および同様の性質をもつ他のものは、可変領域のため
の遺伝情報を指定するｍＲＮＡを複写するために、また
はモノクローン抗体自身からアミノ酸のシーケンスを決
定するために利用されることができる。設計される抗体
の特徴はオリジナルの選択プロセスによって決定される
。抗体の種類は、当業者に知られている規準によって決
定されることができる。もし、その種類が、３次元構造
が存在するものであれば、超可変額域（または、補足し
あう決定領域）のシーケンスを置き換えることのみが必
要となる。置換シーケンスは、アミノ酸シーケンス、ま
たはｍＲＮＡのＤＮＡ複写のヌクレオチドシーケンスの
一方から得られる。

本発明の方法の応用に先だって、各可変領域の３次元構
造を具体化し決定することは必要ではないということが
、とくに注目される。超可変ループだけが可変領域から
可変領域（与えられた種類の抗体の可変領域の３次元構
造中で一定である残りの部分）まで徹底的に変化するの
に伴って、すでに知られた構造から多くの単鎖３次元構
造を生成すること、または抗体の各クラスに対して決定
されることが可能となる。

本発明にかかる分子生成のための表現媒体は、遺伝子副
体まｔ；は他のベクトルを含む。一般的に、レプリコン
と、ホスト細胞に適合する種から得られる制御シーケン
スとを含んでいるこのようなベクトルは、そのホストに
関連して用いられる。そのベクトルは普通、変換された
細胞中の表現型の選択を与えることができる特定の遺伝
子と同様、レプリコンの部位をもっている。例えば、大
腸菌は、１つの大腸菌種から得られる遺伝子副体ｐＢＲ
３２２を用いて容易に変換される。ｐＢＲ３２２は、ア
ンピシリンとテトラサイクリンの耐性に対する遺伝子を
含み、したがって変換された細胞の確認のための容易な
手段を提供する。遺伝子副体ｐＢＲ３２２または他の微
生物の遺伝子副体はまた、それ自身の蛋白質の表現に対
する微生物の有機体によって用いられることができるプ
ロモータ因子を含むか、または含むために修飾されなけ
ればならない。組換えＤＮＡ構造において最も一般的に
用いられるそれらのプロモータ因子は、ベータラクタマ
ーゼと、ラクトースのプロモータ因子系と、ラムダ７ア
ージのプロモータ因子と、トリプトファンのプロモータ
因子系とを含む。これらが最も一般的に用いられるもの
であるが、他の微生物のプロモータ因子か発見されてお
り、利用されることができる。

例えば、蛋白質を結びつけている単鎖に対する遺伝構造
は、ラムダバクテリオファージの左に向かうプロモータ
因子のコントロールの下に置かれることができる。この
プロモータ因子はコントロールされることができる最も
強い既知のプロモータ因子の１つである。コントロール
は、ラムダレプレッサによって行なわれ、隣接した制限
部位が知られる。

単鎖の抗体の表現はまた、変換されていない状態でその
有機体と同類であるかもしれない他の調節シーケンスの
コントロール下に置かれることができる。例えば、ラク
トース依存性の大腸菌の染色体ＤＮＡは、酵素ベータガ
ラクトシダーゼを仕上げることによって、ラクトースの
利用をもたらすラクトースオペロンまたはラクトースを
含む。

ラクトースのコントロール要素は、大腸菌に対して伝染
性であるバクテリオファージラムダブラック５　（ｂａ
ｃｔｅｒｉｏｐｈａｇｅ　　ｌａｍｂｄａ　　ｐｌａｃ
　５　）から得られるかもしれない。ラクトースのプロ
モータ因子のオペレータシステムはＩ　ＰＴＧによって
誘導されることができる。

他のプロモータ因子オペレータシステムまたはその一部
も、同様に用いられることができる。例えば、コリシン
Ｅ１、ガラクトース、アルカリ性ホスフオターゼ、トリ
プトファン、キシロース、タックなどが用いられること
ができる。

ＯＬ／ＰＲのハイブリッド・ラムダ・プロモータ因子の
利用がとくに興味深い（例えば、１９８３年９月３日に
出願された、米国特許出願５３４９８２号を見られたい
。

他の好ましいホストは、組織培養により試験管内で育て
られたか、または動物の生体内で育てられｔ；は乳動物
の細胞である。は乳動物の細胞は、正しい折りたたみ、
または正しい部位でグリコシレージョンを含んでいる免
疫グロブリンの蛋白質分子への後の翻訳の修正を提供す
る。

ホストとして有効であるかもしれないは乳動物の細胞は
、ヴエロ（ＶＥＲＯ）またはチョク１（ＣＨＯＫ　ｌ）
のような線維芽細胞の原点の細胞、または、ハイブリッ
ドーマ５Ｐ２１０−ＡＧ　ｌ　４または骨髄腫Ｐ３ｘ６
３Ｓｇ８及びその誘導体のようなリンパの原点の細胞を
含む。

いくつかの可能なベクトル系がは乳動物の細胞内の蛋白
質を連結している、無性生殖性の単鎖の表現に対して有
効である。ベクトルの１つの種類は、牛の乳頭腫ビール
ス、ポリオーマビールス、またはＳＶ４０ビールスのよ
うな動物ビールスから得られる、自発的に繰り返す染色
体外遺伝子副体を提供するＤＮＡ要素を利用する。ベク
トルの２番目の種類は、ホスト細胞の染色体の中への所
望の遺伝子シーケンスの組み込みに頼る。導入されたＤ
ＮＡを染色体の中に安定的に組み込んだ細胞は、大腸菌
ＧＰＴまたはＴ　ｎ　５　ｎｅｏのような薬剤耐性の遺
伝子を導入することからも選択されることができる。選
択可能な標識遺伝子は、表現されたＤＮＡ遺伝子シーケ
ンスに直接リンクされるか、または、コトランスフェク
ション（ｃｏｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ）によって同じ
細胞に導入されることができる。付加の要素もまた、ｍ
ＲＮＡ蛋白質を連結している単鎖の最適な合成のために
必要とされるかもしれない。これらの要素は、転写信号
のプロモータ因子、エンハンサ、終止信号と同様に、切
り継ぎの信号を含むかもしれない。このような要素を入
れているｃＤＮＡ表現ベクトルは、モレキュラー・アン
ド・セルラー・バイオロジー（Ｍｏ１．　Ｃｅｌ。

Ｂｉｏｌ、）、３：２８０（１９８３年）において、Ｈ
。

オカヤマらによって記述されたものを含む。

もう１つの好ましいホストは酵母菌である。酵母菌は、
グリコシレージョンを含んでいる翻訳後のペプチドの修
飾を実行することもできるという実質的な利点を与える
。多数のＤＮＡ組換えの方法が存在し、これらは、強い
プロモータ因子のシーケンスと、酵母菌の中の所望の蛋
白質の生成に利用されることができる遺伝子副体の高い
複写数とを利用する。酵母菌は、無性生殖性のは乳動物
の遺伝子生成物の上のリーダーシーケンス（ｌｅａｄｅ
ｒｓｅｑｕｅｎｃｅ）を認識し、リーダーシーケンスを
もっているペプチドを分泌する（すなわち、プレペプチ
ド）。

酵母菌が中間的な濃度のグルコース中で育てられたとき
に、大量に生成されるグルコース分解酵素に対して遺伝
情報を指定する活性的に表現された遺伝子から、プロモ
ータ因子と終止要素とを編入する、一連の酵母菌の遺伝
子表現システムが利用されることができる。既知のグル
コース分解遺伝子はまた、非常に効果的な転写制御信号
を与える。例えば、ホスホグリセリン酸キナーゼの遺伝
子のプロモータ因子と終止信号とが利用されることがで
きる。

分子遺伝子を構築する単鎖をもっているひずみが一度形
成されると、そのひずみは、当該技術分　野でよく知ら
れているように、化学薬品または放射線を利用した突然
変異を誘発するテクニックを受けさせられる。このよう
にして得られたコロニーから、増加した結合親和力をも
った結合分子を生成するための検索が可能となる。事実
上、もしコンピュータの助けをかりて設計された１番目
のリンカ−が活性化された分子の生成に失敗した場合は
、同じものをもっているホストのひずみが突然変異を誘
発されることができる。抗原を捕らえることができる、
突然変異を起こした分子は、この後ルーチン検定によっ
てふるい分けられる。

く他の実施例〉 上記で論じられたように、この中で開示された革新的な
技術は非常に多種の高分子構造を組立てるために用いら
れることができる。これらは、単鎖の抗体だけでなく、
他の結合蛋白質、酵素、酵素の補助因子及び阻害剤、核
酸複合体、ホルモン、ワクチン、毒素、及びその他多数
をも含む。

開示された革新的な方法は、非ペプチド構造を付加する
ことが求められる場合にもまた応用されることができる
。このような応用のキーは、−成約に、（問題が解かれ
ているものは何にでも関連して）有効であるためには十
分に大きいが、しかし記憶と計算上の要求を圧倒するこ
とがないように十分に小さい一式のビルディングブロッ
ク（生体単量体）を規定するための能力である。例えば
、１つの任意的な応用は、リポ蛋白質の脂質部または糖
蛋白質の炭水化物部を注文通りにつくることであろう。

本発明の他の実施例は、より広範囲の化学構造の修飾を
許すだけではなく、より広範囲の修飾をも許す。例えば
、多数の自由端を有する構造が初期に特定されるところ
では、構造の完成が、ユニットをすべての自由端の上に
平行して逐次的に付加することによって実行されること
ができる。これは、不可能な計算上の負荷を与えること
なく考慮されるために組み立てられているユニットの結
合の相互作用を許す。このタイプの実施例では、標準的
な種類のリバースターンを含むライブラリが好ましく用
いられるので、可能な閉鎖の各々が各ステップでの仮定
として検査され、構造が迅速に完成する。再び、その天
然の構造の一部分だけを開始点としてとりあげ、そこか
ら外向きに構築することによって、複合体の天然の構造
をシミュレートすることが所望されるときには、これが
有効であるかもしれない。

一度、新しい構造が設計され、構築され、そして少なく
とも部分的な機能性をもつことが証明されると、突然変
異の方法が、表現されている蛋白質生成物中にランダム
な変形を導入するために用いられることができる。例え
ば、部位を特定した突然変異誘発が、要求通りにつくら
れた互白質に対して遺伝情報を指定する遺伝物質に特定
の突然変異を起こさせるために用いられることができる
。

そのように新しく開発された組換えＤＮＡ構造に直ちに
突然変異を生じさせることは、奇妙に思えるかもしれな
いが、これは、上記の方法を用いて開発される設計の最
終的な経験的最適化を行うための有効な方法を提供する
ことができる。

当業者によって認識されるであろうように、本出願は、
多種の方法で修正され、変形されることができる極めて
広範囲の新しい概念を開示している。本発明の範囲は特
許請求の範囲のみによって定義される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるポリペプチド構造上への修飾
方法の全体構成を示すフローチャートである。 第２図は、第１図に示すＸＹＺマツプの一例を示す図で
ある。 第３図は、高分子化合物の逐次的構築方法を示す７０−
チャートである。 第４図は、コンホーメーションエネルギノ推算方法を示
すフローチャートである。 第５図は、本発明において用いられるダイナミックプロ
グラミングの手順を示すマトリックスである。 １１０・・・ＸＹＺマツプ、１２０・・・パス決定ステ
ップ、１３０・・・初期化ステップ、１４０・・・逐次
構築ステップ、１４０・・・選択ステップ、１５．０・
・・終結ステップ、１６０・・・最終最適化ステップ、
１７０・・・組換えＤＮＡ生成ステップ、１８０・・・
生産物合成ステップ、１９０・・・生産物精製ステップ
。 特許出願人　ジェ不ツクス・コーポレーション代理人　
弁理士　青白　葆　はか１名 手続補正書彷式） 特許庁長官殿　　　　昭和６３年　１２月１３日１、事
件の表示 昭和　６３年特許願第　　２２１２２３　　号逐次的な
高分子化合物の構築方法及び 該方法により生成される生成物 ３、補正をする者 事件との関係　特許＄願人 名称　ジエネックス・コーポレーション４、代理人 住所　〒５４０　　大阪府大阪市東区域見２丁目１番６
１号６、補正の対象　　図面（第１図）。

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性
   に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
   って決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
   逐次的に増加して特定し、上記アミノ酸残基が、上記局
   在性の付加的な特性との適合のために選択され、上記ア
   ミノ酸残基が、重複しているオリゴペプチドのブロック
   の検査によって選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
   し、かつ少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられ、
   実質的に前もって決定される構造のいくつかのポリペプ
   チド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
2. （２）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な非空
   間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、上
   記の前もって決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、２つまたはこ
   れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
   、上記残基が、上記局在性の付加的な特性との適合のた
   めの、エキスパートシステムに基づくルールによって、
   （少なくとも部分的に）選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
   し、かつ少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられ、
   実質的に前もって決定される構造のいくつかのポリペプ
   チド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
3. （３）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
   に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
   って決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、１つまたはこ
   れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
   、上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のアミノ酸
   残基の実質的にすべての強制的な組み合わせを含む）、
   長さｎ（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一組のオリ
   ゴペプチドシーケンスを含み、かつ、 ［１］水素結合の傾向と、 ［２］局在性電荷と、 を含む上記各オリゴペプチドのシーケンスのための情報
   をも含むライブラリから選択され、上記ブロックが、上
   記局在性の付加的な特性との適合のために（少なくとも
   部分的に）選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
   てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
4. （４）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
   に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
   って決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、１つまたはこ
   れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
   、上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のアミノ酸
   残基の実質的にすべての強制的な組み合わせを含む）、
   長さｎ（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一式のオリ
   ゴペプチドシーケンスを含むライブラリから選択され、
   上記ブロックが、上記局在性の付加的な特性との適合の
   ために（少なくとも部分的に）選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
   てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
5. （５）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴つた、実質的に前もって決定される部分を含むポリ
   ペプチド構造を修飾するための、コンピュータによつて
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
   に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
   って決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
   逐次的に増加して特定し、上記アミノ酸残基が上記局在
   性の付加的な特性との適合のために選択され、上記アミ
   ノ酸残基が、各残基の位置における候補の最終的な選択
   の前に、候補のルールに基づく選択候補の中間的な数値
   的最適化の両方を応用する方法によって選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
   てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
6. （６）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴つた、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
   に対応する情報をも含むフォーマットの中に、上記の前
   もって決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
   逐次的に増加して特定し、 上記アミノ酸残基が、上記局在性の付加的な特性との相
   補性を含む規準に関して選択され、上記アミノ酸残基が
   、 ［１］初期候補セットを定義するためにライブラリから
   データを検索し、 ［２］上記初期候補セットを、（４より少ないタイプの
   上記付加的な特性を含む）上記付加的な特性の適当なサ
   ブセットを用いて、上記サブセット中の特性に関して受
   容できない不調和をもたらす候補を除去し、これによっ
   て縮小された候補セットを提供するために、えり抜き、 ［３］上記の縮小された候補セットをランク付けし、そ
   こで、さらに縮小された候補セットを提供するために低
   ランクの候補を除去し、 ［４］各々の最も有効な適合をみつけるために、上記の
   さらに縮小された候補セットのメンバーの調節可能なパ
   ラメータを最適化し、 ［５］上記のさらに縮小された候補セットを再度ランク
   付けし、そこで、なおさらに縮小された候補セットを提
   供するために、低ランクの候補を除去し、 ［６］結合の中で受容できる適合を与える候補のシーケ
   ンスを選定する、 といったサブステップを含む方法によって選定され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
   てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
7. （７）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
   に対応する情報をも含むフォーマットの中に、上記の前
   もって決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
   逐次的に増加して特定し、 上記アミノ酸残基が、上記局在性の付加的な特性との相
   補性を含む規準に関して選択され、上記アミノ酸残基が ［１］初期候補セットを定義するためにライブラリから
   データを検索し、 ［２］上記の候補セットをランク付けし、そこで、縮小
   された候補セットを提供するために低ランクの候補を除
   去し、 ［３］そして、結合の中で受容できる適合を与える候補
   のシーケンスを集合的に選定する、 といったサブステップを含む方法によって選定され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
   し、かつ少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられる
   実質的に前もって決定される構造のいくつかのポリペプ
   チド部分にも対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
8. （８）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な特性
   に対応する情報をも含むフォーマット中に、上記の前も
   って決定される部分をマップ化し、 ｂ）実在している構造の上に付加されるアミノ酸残基を
   逐次的に増加して特定し、 上記アミノ酸残基が、上記局在性の付加的な特性との相
   補性を含む規準に関して選択され、上記アミノ酸残基が ［１］初期候補セットを定義するためにライブラリから
   データを検索し、 ［２］上記の候補セットをランク付けし、そこで、さら
   に縮小された候補セットを提供するために低ランクの候
   補を除去し、 ［３］各々の最も有効な適合をみつけるために、上記の
   さらに縮小された候補セットのメンバーの調節可能なパ
   ラメータを最適化し、 ［４］上記のさらに縮小された候補セットを再度ランク
   付けし、そこで、なおさらに縮小された候補セットを提
   供するために、低ランクの候補を除去し、そこで候補の
   シーケンスを選択し、 といったサブステップを含む方法によって選定され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に従っ
   てポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
9. （９）実質的に前もって決定されるコンホーメーション
   を伴った、実質的に前もって決定されるポリペプチド部
   分を含む構造を修飾するための、コンピュータによって
   支援される、逐次的な高分子化合物の構築方法であって
   、 ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸＹＺ座標
   に対応する情報を含むとともに、局在性の付加的な非空
   間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、上
   記の前もつて決定される部分をマップ化し、 ｂ）グラフィックインターフェースにおいて、実在して
   いる構造と上記の付加された残基の３次元関係を含んで
   いる情報をユーザーに役立たせ、かつ上記構築ステップ
   の次の増加分のための候補残基のランク付けを実行する
   、相互作用的なコンピュータ処理手順を用いて、実在し
   ている構造の上に付加される、２つまたはこれより多い
   アミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
   するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
   られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
   リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、逐次的な高分子化合物の構築
   方法。
10. （１０）ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸ
    ＹＺ座標に対応する情報を含むとともに、局在性の非空
    間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、実
    質的に前もって決定されるコンホーメーションを伴った
    、実質的に前もって決定されるポリペプチド部分を含む
    構造をマップ化し、ｂ）実在している構造の上に付加さ
    れるアミノ酸残基を逐次的に増加して特定し、上記アミ
    ノ酸残基が上記局在性の付加的な特性との適合のために
    選択され、上記アミノ酸残基が重複しているオリゴペプ
    チドブロックの検査によって選択され、ｃ）上記ステッ
    プ（ｂ）によって特定される構造に対応するアミノ酸残
    基のシーケンスの仕様を出力する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
    る処理法。
11. （１１）ａ）前もって決定される原子部分のＸＹＺ座標
    に対応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性
    に対応する情報をも含むフォーマット中に、実質的に前
    もって決定されるコンホーメーションを伴った高分子構
    造をマップ化し、ｂ）実在している構造の上に付加され
    るモノマーを逐次的に増加して特定し、上記モノマーが
    上記局在性の付加的な特性との適合のために選択され、
    上記モノマーが重複しているブロックの検査によって選
    択され、上記各ブロックが、小さい数の上記モノマーの
    結合として前もつて定義され、 ｃ）上記ステップ（ａ）と（ｂ）とによって特定される
    、ようにポリマー構造を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
    る処理法。
12. （１２）ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸ
    ＹＺ座標に対応する情報を含むとともに、局在性の非空
    間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、実
    質的に前もって決定されるコンホーメーションを伴った
    、実質的に前もって決定されるポリペプチド部分を含む
    構造をマップ化し、ｂ）実在している構造の上に付加さ
    れるアミノ酸残基を逐次的に増加して特定し、上記アミ
    ノ酸残基が上記局在性の付加的な特性との適合のために
    選択され、上記アミノ酸残基が重複しているオリゴペプ
    チドブロックの検査によって選択され、ｃ）上記ステッ
    プ（ｂ）によって特定される構造に対応するとともに、
    少なくとも上記ステップ（ａ）中で与えられる実質的に
    前もって決定される構造のいくつかのポリペプチド部分
    に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含む、コンピュータによって支援さ
    れる処理法によって生成される生成物。
13. （１３）ａ）前もって決定されるポリペプチド部分のＸ
    ＹＺ座標に対応する情報を含むとともに、局在性の非空
    間的特性に対応する情報をも含むフォーマット中に、実
    質的に前もって決定されるコンホーメーションを伴った
    、実質的に前もって決定されるポリペプチド部分を含む
    構造をマップ化し、ｂ）実在している構造の上に付加さ
    れる、２つまたはこれより多いアミノ酸残基のブロック
    を繰り返して特定し、上記残基が上記局在性の付加的な
    特性との適合のための、エキスパートシステムに基づく
    ルールによって、（少なくとも部分的に）選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
    するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
    られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
    リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
    る処理法によって生成される生成物。
14. （１４）ａ）前もって決定される部分のＸＹＺ座標に対
    応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性に対
    応する情報をも含むフォーマット中に、実質的に前もっ
    て決定されるコンホーメーションを伴った、実質的に前
    もって決定されるポリペプチド部分を含む構造をマップ
    化し、 ｂ）実在している構造の上に付加される、１つまたはこ
    れより多いアミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し
    、上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のアミノ酸
    残基の実質的にすべての強制的な結合を含む）、長さｎ
    （ｎは２と４の間のすべてを含む）の一式のオリゴペプ
    チドシーケンスを含み、上記ブロックが、上記の局在性
    の付加的な特性との適合のために（少なくとも部分的に
    ）選択され、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
    するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
    られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
    リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
    る処理法によって生成される生成物。
15. （１５）ａ）前もって決定される部分のＸＹＺ座標に対
    応する情報を含むとともに、局在性の非空間的特性に対
    応する情報をも含むフォーマット中に、実質的に前もっ
    て決定されるコンホーメーションを伴つた、実質的に前
    もって決定されるポリペプチド部分を含む構造をマップ
    化し、 ｂ）グラフィックインターフェースにおいて、実在して
    いる構造と上記の付加された残基の３次元関係を含んで
    いる情報をユーザーに役立たせ、かつ上記構築ステップ
    の次の増加分のための候補残基のランク付けを実行する
    、相互作用的なコンピュータ処理法を用いて、実在して
    いる構造の上に付加される、２つまたはこれより多いア
    ミノ酸残基のブロックを繰り返して特定し、 ｃ）上記ステップ（ｂ）によって特定される構造に対応
    するとともに、少なくとも上記ステップ（ａ）中で与え
    られる実質的に前もって決定される構造のいくつかのポ
    リペプチド部分に対応するポリペプチド鎖を合成する、 といったステップを含むコンピュータによって支援され
    る処理法によって生成される生成物。
16. （１６）上記局在性の非空間的特性が、局所的誘電率を
    含む、請求項１記載の構築方法。
17. （１７）上記局在性の非空間的特性が、水素結合の傾向
    を含む、請求項１記載の構築方法。
18. （１８）上記局在性の非空間的特性が局在性電荷を含む
    、請求項１記載の構築方法。
19. （１９）上記ステップ（ｂ）もまた、局所的誘電率を含
    んでいるパラメータに関して上記鎖を最適化する、請求
    項１記載の構築方法。
20. （２０）上記ステップ（ｂ）もまた、疎水性を含んでい
    るパラメータに関して上記鎖を最適化する、請求項１記
    載の構築方法。
21. （２１）上記ステップ（ｂ）もまた、ジスルフィド結合
    を形成するための傾向を含んでいるパラメータに関して
    上記鎖を最適化する、請求項１記載の構築方法。
22. （２２）上記ステップ（ｂ）もまた、双極子モーメント
    を含んでいるパラメータに関して上記鎖を最適化する、
    請求項１記載の構築方法。
23. （２３）上記ステップ（ｂ）もまた、局在性の静電荷を
    含んでいるパラメータに関して上記鎖を最適化する、請
    求項１記載の構築方法。
24. （２４）上記の逐次的な構築ステップが、実質的に少な
    くとも２つの開始点から始まる副鎖を増加的に構築する
    、請求項１記載の構築方法。
25. （２５）上記の逐次的な構築ステップがエキスパートシ
    ステムによって少なくとも部分的に実行される、請求項
    １記載の構築方法。
26. （２６）（前もって決定される数組の規準に関して）個
    々の増加分によってひき起こされる示性数（ｆｉｇｕｒ
    ｅｏｆｍｅｒｉｔ）の寄与が、受容できるが必ずしも最
    適ではないときに、ブロックの選択が受容されることが
    できるような最適化方法とルールセットを用いるエキス
    パートシステムによって、上記の逐次的な構築ステップ
    が、少なくとも部分的に実行される、請求項１記載の構
    築方法。
27. （２７）上記の逐次的な構築ステップが、カラーグラフ
    ィックインターフェースにおいて、実在している構造と
    上記残基の３次元的関係を含んでいる情報をユーザーに
    役立てさせ、かつ上記の構築ステップの次の増加分のた
    めの候補残基のランク付けを実行する、相互作用的なコ
    ンピュータ処理手順を含む、請求項１記載の構築方法。
28. （２８）上記の逐次的な構築ステップが、カラーグラフ
    ィックインターフェースにおいて、実在している構造と
    上記残基の３次元的関係を含んでいる情報をユーザーに
    役立てさせ、かつ上記の構築ステップの次の増加分のた
    めの候補残基のランク付けと選択とを実行し、さらに上
    記の構築ステップの次の増加分に対する考察から、候補
    残基を除去することを許す、相互作用的なコンピュータ
    処理手順を含む、請求項１記載の構築方法。
29. （２９）上記の逐次的な構築ステップが、カラーグラフ
    ィックインターフェースにおいて、実在している構造と
    上記残基の３次元的関係を含んでいる情報をユーザーに
    役立てさせ、かつ候補残基の増加的な選択処理法を実行
    し、さらに上記の増加的な選択処理法に後戻りすること
    を強制することをユーザーに許す、相互作用的なコンピ
    ュータ処理手順を含む、請求項１記載の構築方法。
30. （３０）上記の逐次的な構築ステップが、カラーグラフ
    ィックインターフェースにおいて、実在している構造と
    上記残基の３次元的関係を含んでいる情報をユーザーに
    役立てさせる、相互作用的なコンピュータ処理手順を含
    む、請求項１記載の構築方法。
31. （３１）上記ステップ（ｂ）の後で、かつ上記ステップ
    （ｃ）の前に、さらに付加的なステップ（ｄ）を含み、
    該付加的なステップがその特性をさらに改善するために
    、開始点として上記ステップ（ｂ）の結果を用いて付加
    的な最適化ステップを実行する、請求項１記載の構築方
    法。
32. （３２）前もって決定された部分のＸＹＺ座標と、局在
    性の付加的特性とに対応する情報が、相関的なデータベ
    ース構造中に保持される、請求項１記載の構築方法。
33. （３３）上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のア
    ミノ酸残基の実質的にすべての強制的な結合を含む）、
    長さｎ（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一式のオリ
    ゴペプチドシーケンスを含むライブラリから選択される
    、請求項１記載の構築方法。
34. （３４）上記ブロックが、（少なくとも２０の普通のア
    ミノ酸残基の実質的にすべての強制的な結合を含む）、
    長さｎ（ｎは２と４の間のすべてを含む）の一式のオリ
    ゴペプチドシーケンスを含み、かつ少なくとも、ｎより
    大きい長さのいくつかのペプチドシーケンスをも含むラ
    イブラリから選択される、請求項１記載の構築方法。
35. （３５）上記ブロックが、その中の各ブロックに対して
    、上記ブロックの（コンホーメーションパラメータを含
    んでいる）他のパラメータへのエネルギ依存性を推算す
    るためのパラメータを含んでいる、多数の前もって計算
    されたパラメータを提供するライブラリから選択される
    、請求項１記載の構築方法。
36. （３６）上記ライブラリが、それらのパラメータが有効
    となるのに伴って、付加的なブロックに対するパラメー
    タを伴った上記ライブラリを更新するための自動的な機
    構を含む、請求項１記載の構築方法。