一酸化窒素合成酵素（NADPH）における酵素活性測定

Creative Enzymesは、酵素活性アッセイに特化した産業バイオテクノロジー企業です。当社は多様かつ独自の顧客基盤と連携し、プロセス最適化に関するニーズを支援しています。創業以来の理念に基づき、当社は業務および製品の品質こそが企業成功の基盤であると確信しています。ここにCreative Enzymesは、ニトリックオキシド合成酵素（NADPH）を含む幅広い酵素を対象とした高精度の触媒活性アッセイを提供できることを誇りに思います。

ニトリックオキシド合成酵素（NADPH）（EC 1.14.13.39、L-アルギニン,NADPH:酸素オキシドレダクターゼ（ニトリックオキシド生成）；NOS）は高度に制御されたタンパク質であり、安定な中間体であるNω-ヒドロキシ-L-アルギニンを経由して、L-アルギニンを一酸化窒素（NO）およびシトルリンへと二段階で酸化する反応を触媒します。第1段階では、NOSがL-アルギニンをNω-ヒドロキシ-L-アルギニンへ水酸化します。第2段階では、NOSがNω-ヒドロキシ-L-アルギニンをL-シトルリンおよびNOへ酸化します。このカスケード反応は、還元酵素ドメインにおける二電子供与体NADPHから、FADおよびFMNを介して、酸素化酵素ドメインの電子受容体であるヘムへと電子が移動し、反応過程で一連のプロトン移動を伴うことで開始されます。NOSは哺乳類、植物、細菌など多様な生物に存在します。哺乳類ではNOSは3つの異なるアイソフォームを有します：1）誘導型NOS（iNOS）：免疫系を活性化し、病原体および微生物を破壊する；2）内皮型NOS（eNOS）：平滑筋の弛緩を調節し、血圧低下をもたらす；3）神経型NOS（nNOS）：神経伝達物質の放出を調節し、神経間コミュニケーションに関与する。哺乳類NOSの全アイソフォームはホモ二量体としてのみ活性を示します。各モノマーは、NADPH、FADおよびFMNの結合部位を有するC末端側の還元酵素ドメインと、非触媒性亜鉛（Zn²⁺）、触媒ヘム、必須補因子H4B（テトラヒドロビオプテリン）、および基質L-アルギニンの結合部位を含むN末端側の酸素化酵素ドメインから構成されます。

図1：機能的NOSの構造および触媒機構。（A）NOSモノマーはNADPHからFADおよびFMNへ電子を移動させることが可能である。（B）ヘム存在下で、NOSは機能的二量体を形成し得る。
参考文献：Förstermann, Ulrich ほか European Heart Journal. 2012, 33(7):829-837.

NOは哺乳類における重要なセカンドメッセンジャーであり、血管拡張、平滑筋弛緩、神経伝達、免疫応答など多様な生物学的プロセスに関与します。NOの生合成は厳密に制御される必要があります。なぜなら、制御不能なNO産生は、神経変性疾患、関節炎、敗血症性ショック、動脈硬化など、さまざまな病態と関連するためです。その結果、NOSは多様な疾患の治療に向けた重要な創薬標的となっています。医療および製薬産業における本酵素の後続研究を促進するためには、NOSに関するより詳細な知見の獲得が求められます。触媒活性の分子基盤を解明する研究は一定程度進められているものの、NOS触媒反応の全体機構の精緻な理解は依然として不明確です。Creative Enzymesは、長年にわたる試験および検討を通じて得られた構造・特性に関する深い理解に基づき、本酵素に適した活性アッセイを開発しました。Creative Enzymesは酵素活性アッセイ分野のリーディングカンパニーであり、製品品質における最高水準の維持は、当社のグローバルな成功の礎であると同時に、最良の顧客体験を支える基盤です。

図2：ヒト誘導型ニトリックオキシド合成酵素の結晶構造。
PDB：1NSI