📰 概要
本書『【初心者向け】各種ツールで学ぶin silicoタンパク質デザイン』は、タンパク質デザイン・モデリングに焦点を当て、初めてこの分野に参入する方向けに、それぞれの手法の説明から、環境構築、実際の使い方まで網羅しております。

タンパク質デザインは、タンパク質構造予測するAlphaFold2が2024年にノーベル賞を取ったのを皮切りに、一気に注目を集めるようになりました。現在ではタンパク質の構造を予測するだけでなく、新規タンパク質（De Novoタンパク質）のデザインも注目を浴びており、本書はその内容を含んでいます。

本書では実際にin silicoパートで用いられるタンパク質デザイン→構造予測→物性評価の一連の流れの各ツールを紹介し、かつ具体的な解析手順を示しながら、初学者が一通りのタンパク質デザインの流れを習得できるようにサポートしております。

👫 対象とする読者
本書は以下のようなin silicoタンパク質デザイン手法を習得したい読者を対象としています。
・ 大学院生・ポスドクなどの若手研究者
・ 大学や研究機関に所属する薬学・バイオ・生命科学分野の研究者
・ 製薬会社・バイオベンチャー企業で勤務する研究者・技術者
・ in silicoタンパク質デザイン手法を初めて学ぶ方で、これらの手法を実践的に学びたい方

🚀 読者が本書を通じて得られるもの
・ in silicoタンパク質デザインの基礎知識と実践スキル
・ 実際に解析を進める際の具体的な手順と注意点
・ 商用および研究目的で利用可能なソフトウェアやデータベースの使い方
・ 解析結果を効果的に評価・可視化するためのノウハウ

本書を読むことで、読者はin silicoタンパク質デザインを軸とした現代的なタンパク質デザイン手法をマスターし、実践的な研究・開発力を高めることができます。

✨ アップデート情報
・ 2025/6/29 技術書初版がリリースされました。

今後のアップデート情報
・タンパク質デザインツール（Bolz, Chai-1, Protenix)追加予定

【初心者向け】各種ツールで学ぶin silicoタンパク質デザイン 〜新規デザインから物性評価まで~

前書き

📘 第0章：本書の目的と概要

📘 第1章：RF Diffusion、ProteinMPNN、AF2によるタンパク質デザイン

📰 RF Diffusion とは？

📰 ProteinMPNN と AF2 とは？ とは？

📰 RF Diffusion、ProteinMPNN、AF2 を使った一連の in silico 創薬

📰 結合剤の生成アニメーション

📰 結果

📰 既存の構造との重ね合わせ

📘 第2章：OSPREY 3.0を使ったタンパク質再設計

📰 OSPREY とは？

📰 OSPREY の環境構築

📰 OSPREY を利用した最安定構造の発見

📘 第3章：EvoProtGradを用いたタンパク質のin silico指向性進化

📰 タンパク質言語モデル、MCMC、指向性進化とは

📰 EvoProtGrad とは

📰 EvoProtGrad を利用したタンパク質の進化

📰 コードの詳細な説明

📘 第4章：機械学習によるタンパク質の変異設計、In Silicoスクリーニング、分子ドッキング

📰 In Silico Evolution Pipeline とは

📘 第5章：Alphafold Analysisによるタンパク質の分析

📰 Alphafold Analysis とは？

📰 Alphafold Analysis を利用した構造予測結果の分析

📰 スコアによる分析

📰 プロットによる分析

📰 スコアの計算

📰 クラスタリングによる分析

📰 コードの解説

📘 第6章：Homology modelingによる構造予測

📰 Homology Modeling、SWISS-MODEL とは

📰 Swiss-Moldel を使った Homology modeling

📰 Homology modeling の結果

📘第7章 MD simulationを用いたタンパク質の安定化

📰 windowsでのGROMACSの環境構築

📰 MacでのGROMACSのインストール

📰 タンパク質準備

📰 PDBからGROMACSトポロジーへの変換

📰 ボックス作成と溶媒の追加

📰 イオンの追加（中性化）

📰 エネルギー最小化

📰 平衡化（NVT & NPT)

📰 MDシミュレーション

📰 可視化

📰 RMSD解析

📰 安定な構造の抽出

📘 第8章：MACEによる機械学習を用いたMD simulation

📰 MACE, 機械学習ポテンシャル, 分子動力学計算(MD)とは

📰 MACE による簡易的な分子動力学計算

📰 詳細なコード説明

📘 第9章：Protein-solによるタンパク質の特性解析

📰 Protein-Sol とは？

📰 Sequence Predictionによるタンパク質の可溶性予測

📰 Patches によるタンパク質の表面電荷・疎水性表面予測

📰 Heatmapによる溶媒中(イオン強度・pH)での熱力学的安定性・電荷の変化予測