ジヒドロ葉酸還元酵素の酵素活性測定

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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⁺酸化還元酵素; DHFR）は、原核細胞だけでなく真核細胞においても正常な細胞代謝に必要な普遍的な酵素です。ジヒドロ葉酸還元酵素は、7,8-ジヒドロ葉酸（H₂F）を5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸（H₄F）に還元し、葉酸を5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸（H₄F）に変換しますが、その速度ははるかに遅いです。この反応はNADPH依存ですが、NADHも機能しますが、効率は低くなります。

ジヒドロ葉酸還元酵素の主な生理的役割は、細胞内のテトラヒドロ葉酸の量を調節することであり、これはプリン、ピリミジン、さまざまなアミノ酸の生合成に必要な補因子の前駆体です。ジヒドロ葉酸還元酵素に関連する化学療法と相関する5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸に関与する最も重要な変換は、チミジル酸（dTMP）の生合成です。バランスの取れた細胞成長には、5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸の継続的な供給が必要であり、これはジヒドロ葉酸還元酵素を補充することによってのみ可能です。ジヒドロ葉酸還元酵素の阻害は、5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸補因子の細胞内減少を引き起こし、したがってプリン、ピリミジンおよびいくつかのアミノ酸の合成を妨げます。このプロセスは最終的に細胞死を引き起こします。したがって、ジヒドロ葉酸還元酵素はDNA前駆体合成における重要な役割のため、阻害のための魅力的な製薬ターゲットであると結論できます。メトトレキサート（哺乳類のジヒドロ葉酸還元酵素を阻害）、トリメトプリム（細菌のジヒドロ葉酸還元酵素を阻害）、およびピリメタミンなどの多くの抗腫瘍および抗微生物薬は、ジヒドロ葉酸還元酵素を阻害することによって作用します。さらに、ジヒドロ葉酸還元酵素の変異は、葉酸代謝のまれな常染色体劣性先天性エラーを引き起こし、巨赤芽球性貧血および汎血球減少症を引き起こす可能性があります。この酵素は癌治療においてもターゲットにされることがあります。さらに、ジヒドロ葉酸還元酵素の臨床的重要性は、酵素学的研究の長期的なターゲットにしています。たとえば、大腸菌からのジヒドロ葉酸還元酵素は、金属を含まず、S-S結合がなく、可逆的な折りたたみ能力を持つ単量体構造のため、酵素学的研究のための好ましいモデルシステムです。

図: E. Coliのジヒドロ葉酸還元酵素が葉酸とNADP⁺と複合体を形成した結晶構造。
PDB: 4X5F

結論として、ジヒドロ葉酸還元酵素は臨床、製薬および治療応用において重要な役割を果たします。この酵素を徹底的に理解するためには、特にその触媒活性の定量化を通じて、より詳細な知識を得る必要があります。クリエイティブ酵素は、酵素活性測定の業界に長年参加しているリーディングカンパニーです。私たちは、あなたの研究を優れた方法でサポートできる素晴らしい技術、専門知識、最も先進的な設備を持っています。私たちの迅速なサービス、良好な顧客ケア、そして献身的なアプローチにより、クリエイティブ酵素は世界市場で最も好まれるベンダーとなっています。