ガラクトキナーゼの酵素活性測定

長年にわたる開発と探究を経て、Creative Enzymesは酵素アッセイ提供分野における世界的リーディングカンパニーとしての地位を確立してまいりました。当社の企業理念の中核として、サービス品質こそが継続的な成功のための基本要件であると確信しております。Creative Enzymesは、自然を科学へと橋渡しする起業家精神と革新性を一貫して保持しながら成長を続けております。最先端の分光光度計測機器を完備し、ガラクトキナーゼ活性アッセイを専門的かつ迅速にご提供できることを誇りとしております。

多くの生物において、β-D-ガラクトースを代謝的により有用なグルコース-1-リン酸へ変換する反応は、Leloir経路を構成する4種の酵素の作用により遂行されます。ガラクトキナーゼ（EC 2.7.1.6；ATP:α-D-ガラクトース 1-ホスホトランスフェラーゼ）は本経路の第2段階、すなわち図1に示すとおり、α-D-ガラクトースをガラクトース-1-リン酸へ変換する反応を触媒します。ガラクトキナーゼは糖代謝および糖変換における重要な役割から、長年にわたり顕著な研究関心を集めてきました。例えば、ヒトにおける本酵素の欠損はガラクトース血症として知られる病態を引き起こします。また近年では、指向性進化により新規の天然および非天然の糖-1-リン酸を合成する目的で開発されています。さらに、ガラクトキナーゼ様分子は細胞内ガラクトース濃度のセンサーとして機能し、適切な条件下では転写調節因子として作用し得ます。

図1：Leloir経路。β-D-ガラクトースからガラクトース-1-リン酸への変換に関与する酵素反応段階。
参考文献： Holden H M, et al. Cellular & Molecular Life Sciences Cmls, 2004, 61(19-20):2471-2484.

ヒト、酵母、植物、細菌を含む各種生物由来のガラクトキナーゼが単離、発現および特性解析されており、これらの酵素はそれぞれ異なる比活性を示します。例えば、Saccharomyces cerevisiae由来ガラクトキナーゼ（ScGalK）は、Escherichia coli由来ガラクトキナーゼ（EcGalK）と比較して150倍以上高い効率を示します。さらに、基質特異性に関する検討から、ガラクトキナーゼはガラクトース（Gal）のC-2およびC-6位の修飾を許容し得ることが示されています。例えば、Galに加え、2-デオキシガラクトース（Gal2D）および6-デオキシガラクトース（Gal6D、D-フコースとしても知られる）は、EcGalKおよびScGalKの基質となり得ます。なお、哺乳類由来およびE. coli由来のガラクトキナーゼは、N-アセチル-α-D-ガラクトサミンに対して活性を示しません。おそらく基質多様性に起因して、他手法による活性測定の報告はあるものの、分光光度法を用いたガラクトキナーゼ活性アッセイは工業規模で十分に確立されていません。Creative Enzymesは、分光光度法に基づくガラクトキナーゼの高精度酵素アッセイを提供する体制を完備しております。ガラクトキナーゼ活性は、カップリングアッセイにより分光光度計測で測定しました。α-D-ガラクトースからα-D-ガラクトース-1-リン酸への変換速度は、NADH存在下でピルビン酸から乳酸が生成する反応とカップリングすることでモニタリングしました。したがって、340 nmにおいてNADHの生成を測定することにより、ガラクトキナーゼ活性を算出しました。

Creative Enzymesは、酵素解析に特化した高品質のバイオアナリティカルサービスおよび受託研究（CRO）を提供し、世界中のお客様のニーズにお応えしています。当社製品・サービスの品質は、酵素アッセイ手法の検証および最適化に継続的に取り組む優れた科学者陣により担保されています。総じて、ガラクトキナーゼを含有する製品の開発段階において、Creative Enzymesは最適なパートナーです。

図2：S. cerevisiae由来ガラクトキナーゼの結晶構造。
PDB：2AJ4