ジヒドロ葉酸還元酵素（DHFR）の酵素活性測定

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ジヒドロ葉酸還元酵素（EC 1.5.1.3；5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸:NADP⁺ オキシドレダクターゼ；DHFR）は、原核細胞のみならず真核細胞においても、正常な細胞代謝に必須の普遍的酵素です。DHFRは、7,8-ジヒドロ葉酸（H₂F）を5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸（H₄F）へ還元する反応を触媒し、また葉酸を5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸（H₄F）へ変換する反応も、より低い速度で触媒します。本反応はNADPH依存性ですが、効率は低いもののNADHも補酵素として機能します。

DHFRの主要な生理学的役割は、細胞内テトラヒドロ葉酸量の調節であり、これはプリン、ピリミジンおよび各種アミノ酸の生合成に必要な補酵素前駆体となります。DHFR関連の化学療法と相関する、5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸が関与する最も重要な変換反応は、チミジル酸（dTMP）の生合成です。細胞のバランスの取れた増殖には5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸の継続的供給が必要であり、これはDHFRによる補充によってのみ可能です。DHFRを阻害すると、細胞内の5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸補酵素が減少し、その結果、プリン、ピリミジンおよび複数のアミノ酸の合成が阻害されます。この過程は最終的に細胞死を引き起こします。したがって、DHFRはDNA前駆体合成における中核的役割から、阻害のための魅力的な医薬品標的であると結論づけられます。メトトレキサート（哺乳類DHFR阻害）、トリメトプリム（細菌DHFR阻害）、ピリメタミンなど、多くの抗腫瘍薬および抗菌薬はDHFR阻害により作用します。さらに、DHFRの変異は、葉酸代謝のまれな常染色体劣性の先天代謝異常を引き起こし、巨赤芽球性貧血および汎血球減少を来すことがあります。本酵素はがん治療における標的としても位置づけられます。加えて、DHFRの臨床的重要性により、酵素学研究における長期的な標的となってきました。例えば、Escherichia coli由来DHFRは、単量体構造で金属を含まず、S-S結合を持たず、可逆的フォールディング能を有することから、酵素学研究のモデル系として好適です。

図：葉酸およびNADP⁺と複合体を形成したE. coliジヒドロ葉酸還元酵素の結晶構造。
PDB: 4X5F

結論として、DHFRは臨床、医薬および治療応用において中核的役割を担っています。本酵素を包括的に理解するためには、特に触媒活性の定量評価を通じて、より詳細な知見を得ることが重要です。Creative Enzymesは、酵素活性測定分野に長年携わってきたリーディングカンパニーです。当社は卓越した技術、専門的知見、ならびに最先端の設備を有し、お客様の研究を高水準で支援いたします。迅速な対応、充実したカスタマーケア、そして目的志向のアプローチにより、Creative Enzymesはグローバル市場において最も選ばれるベンダーとなっています。