糖心原创vlog

酵素

临床诊断への応用

尿や血液中の微量成分を测定し、健康状态を调べるための検査を临床诊断と言います。当社では、その検査に用いる酵素の开発を行っています。1981年に世界で初めて开発された肾臓疾患や筋肉疾患を诊断するクレアチニン测定用酵素に端を発し1)、これまでに数多くの酵素を开発してきました。现在では、生活习惯病を主なターゲットとし、その诊断に用いられる酵素の探索、改良、测定法の开発を行っています。

生活习惯病の一つである糖尿病は、患者数が急速に増加し続けています。その诊断の指标や、糖尿病患者の血糖管理の指标として最近注目されているのが、ヘモグロビン础1肠(贬产础1肠)と呼ばれる糖化タンパク质です。血糖値が高いと、ヘモグロビンに糖が结合して贬产础1肠になりますが、その量は1~2ヶ月前の平均血糖値を反映することが知られています。贬产础1肠は贬笔尝颁法と免疫法により测定されていましたが、より简便な酵素法の开発が强く望まれていました。

贬产础1肠にタンパク质分解酵素(プロテアーゼ)を反応させると、アミノ酸やペプチドに糖が结合した糖化アミノ酸や糖化ペプチドが生成します。当社では、これらに反応する酵素を探索し、糖化アミノ酸に作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼと糖化ペプチドのみに作用するフルクトシルペプチドオキシダーゼを见出しました。これらの酵素を有効に利用することによって、贬产础1肠酵素测定法が実现致しました(図1)2)3)

これらの酵素のタンパク质立体构造を明らかにしたことによって、次世代に向けた酵素改良の手掛かりを得ることができました(図2)4)。HbA1c酵素測定法に関する研究成果は、公益社団法人 日本生物工学会の2013年度 生物工学技術賞を受賞しました。

図1. HbA1cの測定原理
図2. フルクトシルペプチドオキシダーゼの立体構造
引用文献
  1. 1Koyama, Y. et al.: Cloning and Expression of the Creatinase Gene from Flavobacterium sp. U-188 in Escherichia coli, Agric. Biol. Chem., 54, 1453-1457 (1990)
  2. 2Hirokawa, K. et al.: Molecular cloning and expression of novel fructosyl peptide oxidases and their application for the measurement of glycated protein, Biochem. Biophys. Res. Commun., 311, 104-111 (2003)
  3. 3Hirokawa, K. et al.: Enzymes used for the determination of HbA1c, FEMS Miclobiol. Letters., 235, 157-162 (2004)
  4. 4Ichiyanagi, A, et al.: Crystallization and preliminary crystallographic analysis of two eukaryotic fructosyl peptide oxidases., Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun., 69;130-133 (2013)