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プロフェッショナルでコスト削減のソリューション

リガーゼの酵素活性測定

リガーゼ(EC 6)は、2つの分子を結合して新たな化学結合を形成する反応を触媒する基本的な酵素群であり、通常はATPや他のヌクレオシド三リン酸の加水分解を伴います。これらはDNA修復、タンパク質合成、さまざまな生合成経路に不可欠です。Creative Enzymesでは、学術研究および産業用途の両方をサポートするために、リガーゼの酵素活性測定サービスを包括的かつ正確にご提供しています。高度な分析プラットフォームと経験豊富な科学チームにより、信頼性の高い結果を保証し、お客様が自信を持ってプロジェクトを推進できるよう支援します。

リガーゼとその酵素活性の背景

リガーゼは、しばしば「結合酵素」と呼ばれ、結合形成反応を触媒できる独自の能力を持っています。形成する結合の種類に基づき、炭素–酸素結合、炭素–硫黄結合、炭素–窒素結合、炭素–炭素結合など、いくつかのサブクラスに分類されます。

リガーゼの生物学的重要性は以下の通りです。

  • DNAリガーゼ:DNA複製および修復に不可欠であり、分子生物学研究やバイオテクノロジーで広く利用されています。
  • アミノアシルtRNA合成酵素:tRNAに対応するアミノ酸を結合させることでタンパク質生合成に必須です。
  • ユビキチンリガーゼ:タンパク質分解経路の主要な調節因子です。
  • 代謝経路リガーゼ:脂肪酸代謝や二次代謝産物合成など、複雑な生合成プロセスに関与します。

リガーゼはその広範な分布と重要性から、基礎生物学研究だけでなく、治療薬開発や産業バイオテクノロジーの分野でも注目されています。正確な活性測定は、機能の解明、改良型バリアントの設計、医薬品用途の阻害剤スクリーニングなどの第一歩として極めて重要です。

包括的なサービス内容

Creative Enzymesでは、リガーゼ活性測定サービスを通じて、非常に正確で再現性の高いデータをご提供します。標準化プロトコルと完全カスタマイズソリューションの両方に対応し、お客様の関心酵素に合わせて柔軟にサポートします。

サービスの流れ

Step Procedure Details
1 酵素調製
  • リガーゼのサブクラス、基質、研究目的の特定に向けた初期ディスカッション。
  • 適切なアッセイ形式(標準化またはカスタマイズ)の選択。
2 基質選択
  • 精製酵素、組換えタンパク質、または細胞抽出物の取り扱い。
  • 酵素活性を保持するための保存・アッセイ条件の最適化。
3 アッセイ開発 分析プラットフォームの選択:
  • ヌクレオチド加水分解や生成物形成をモニターする分光光度法アッセイ。
  • 高感度な蛍光アッセイ。
  • 生成物の精密検出・定量のためのクロマトグラフィー法(HPLC、LC-MS)。
  • 機構解析や高感度研究用の放射性同位体または同位体標識基質。
4 酵素活性測定
  • 速度論パラメータ(Km、Vmaxkcat)の決定。
  • 最適な補因子、pH、温度条件の特定。
  • ご要望に応じた阻害剤・活性化剤のスクリーニング。
5 データ解析・報告
  • 手法、未加工データ、統計的検証、専門的解釈を含む包括的なレポート。
  • 応用やエンジニアリング戦略に関するオプションのフォローアップ相談。

サービス詳細

  • リガーゼの幅広いサブクラス(DNAリガーゼ、アミノアシルtRNA合成酵素、ユビキチンリガーゼ、代謝リガーゼ)に対応。
  • ルーチン酵素アッセイおよび機構研究の両方をサポート。
  • 大規模酵素ライブラリーや阻害剤パネルのスクリーニングに対応したハイスループットオプション。
  • 小規模な探索的研究から産業規模の応用まで、柔軟なプロジェクト規模に対応。

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Creative Enzymesを選ぶ理由

豊富な専門知識

酵素学およびアッセイ開発における数十年の経験。

先進的な機器

LC-MS、蛍光分光法、同位体法など最先端技術へのアクセス。

カスタマイズ可能なアッセイ

各リガーゼ系の複雑さに合わせたソリューションを提供。

高精度・高再現性

厳格に検証された手法で信頼性の高い結果を保証。

迅速な納期

データ品質を損なうことなく効率的なワークフローを実現。

充実した顧客サポート

専任の科学チームによるプロジェクト相談および解析後のガイダンス。

代表的な事例紹介

事例1:TNA酵素とRNAワールド仮説

スレオース核酸(TNA)は、塩基対形成能を持つより単純な遺伝子ポリマーであり、RNAの進化的前駆体である可能性が示唆されています。本研究では、RNAリガーゼ活性を持つ触媒性TNA配列が単離され、RNAワールドへの移行におけるその潜在的役割が強調されました。T8-6酵素は、2′,3′-ジオールと5′-三リン酸基の間で2′–5′ホスホエステル結合を効率的に形成することが確認されました。T8-6はUA|GAジャンクションを必要としますが、他の配列変異も許容します。さらに、部位特異的2′–5′結合を持つハンマーヘッドリボザイムなどの機能性RNAも生成可能であり、TNAの進化的意義とバイオテクノロジーへの可能性を示しています。

A threose nucleic acid enzyme with RNA ligase activity図1. TNA酵素T8-6による反応の生化学的特性評価。(AおよびB)40 mM Mg2+存在下、pH 9.0および7.5でのT8-6触媒RNAリガーゼ反応の速度論。(C)T8-6触媒反応速度定数のpH依存性。(D)T8-6触媒反応収率(pH 9.0で3時間、pH 7.5で6時間)のMg2+濃度依存性。(Wang et al., 2021)

事例2:Clupea harengus幼生における成長速度と特異的アミノアシルtRNA合成酵素活性

この研究では、大西洋ニシン(Clupea harengus)幼生の成長を管理された実験室条件下で調査し、3つの温度(7、12、17℃)と異なるAcartia tonsaの餌濃度をテストしました。成長速度は、アミノアシルtRNA合成酵素(AARS)活性を指標として比較されました。餌を十分に与えた幼生では強い線形関係(r2 = 0.71)が観察されましたが、餌制限群を含めると相関は弱まりました(r2 = 0.42)。小型・初期段階の幼生で高いAARS活性が見られ、タンパク質分解の可能性が示唆され、これが成長評価に影響することが示されました。AARSを信頼できる現場成長指標とするためには、タンパク質ターンオーバーに関するさらなる研究が必要です。

Graphs showing how temperature and food concentration affect larval fish growth rate (SGR) and AARS activity図2.(左)温度がSGR(日-1)およびspAARS活性(nmol PPi·mg prot-1·h-1)に与える影響、(右)12℃における餌濃度がSGR(日-1)およびspAARS活性(nmol PPi·mg prot-1·h-1)に与える影響。(Herrera et al., 2024)

よくあるご質問

  • Q: どの種類のリガーゼを解析できますか?

    A: DNAリガーゼ、アミノアシルtRNA合成酵素、ユビキチンリガーゼ、代謝・生合成経路に関与するリガーゼなど、主要なサブクラスすべてに対応しています。
  • Q: アッセイのカスタマイズは可能ですか?

    A: はい。お客様のリガーゼやプロジェクト目標に合わせて、アッセイ条件、基質、検出方法をカスタマイズします。
  • Q: サンプルの純度はどの程度必要ですか?

    A: 精製酵素、組換えタンパク質、または粗抽出物も受け付けています。サンプルタイプに応じてアッセイ設計を調整し、正確な結果を保証します。
  • Q: 活性データに加えて速度論パラメータも提供できますか?

    A: もちろんです。Km、Vmaxkcatなどの速度論定数や、酵素活性の最適条件も日常的に測定しています。
  • Q: 一般的なプロジェクトの所要期間はどれくらいですか?

    A: 納期はリガーゼやアッセイ設計の複雑さによりますが、標準的なプロジェクトは通常2~4週間で完了します。より複雑またはカスタム研究の場合は追加期間が必要となる場合があります。

参考文献:

  1. Herrera I, Yebra L, Santana-del-Pino Á, Hernández-León S. Growth rates and specific aminoacyl-tRNA synthetases activities in Clupea harengus larvae. Oceans. 2024;5(4):951-964. doi:10.3390/oceans5040054
  2. Wang Y, Wang Y, Song D, et al. A threose nucleic acid enzyme with RNA ligase activity. J Am Chem Soc. 2021;143(21):8154-8163. doi:10.1021/jacs.1c02895

研究および産業用途にのみご使用ください。個人医療用途には適していません。一部の食品グレード製品は、食品および関連用途における処方開発に適しています。

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