アスパラギナーゼ

アスパラギナーゼ（EC 3.5.1.1、USAN）またはコラサパーゼ（BAN）は、医薬品および食品製造に広く適用される酵素です。アスパラギナーゼは、アスパラギンというアミノ酸を分解する能力があり、その欠如は癌細胞がタンパク質を合成するのを妨げる可能性があります。アスパラギナーゼは1978年にアメリカで医療用途として承認され、世界保健機関の必須医薬品リストに掲載され、健康システムに必要な最も効果的で安全な医薬品の一つとして発表されました。医療分野では、急性リンパ芽球性白血病、急性骨髄性白血病、非ホジキンリンパ腫などの病気は、静脈、筋肉、または皮下に注射されるL-アスパラギナーゼによって治療されます。アスパラギナーゼのペグ化バージョンも利用可能です。食品製造の補助剤として、アスパラギナーゼは一般的にアクリルアミドを減少させるために使用されます。

名称

アスパラギナーゼはアメリカ合衆国採用名（USAN）であり、クリサンタスパーゼやコラサパーゼとも呼ばれることがあります。クリサンタスパーゼはErwinia chrysanthemiから生成されるアスパラギナーゼの英国承認名（BAN）であり、コラサパーゼはEscherichia coliから抽出されたアスパラギナーゼのBANです。コラサパーゼのブランド名はエルスパー、キドロラーゼ、ルイナーゼ、スペクトリラであり、クリサンタスパーゼのブランド名はエルウィナーゼとエルウィナゼです。コラサパーゼのペグ化バージョンはペガスパルガーゼと呼ばれ、そのブランド名はオンカスパーです。

歴史

アスパラギナーゼが抗癌剤として徐々に発展するのは1953年であり、初めてモルモット血清で治療した後、ラットやマウスのリンパ腫が退縮しました。後の研究では、腫瘍の退縮を引き起こすのは血清自体ではなく、アスパラギナーゼという酵素であることがわかりました。アスパラギナーゼは通常、Escherichia coliまたはErwinia chrysanthemiから得られます。異なる種類のアスパラギナーゼを比較した結果、Escherichia coliおよびErwinia chrysanthemiからのものが最適な抗癌能力を示すことが判明しました。その結果、Escherichia coliは大量生産が容易であるため、アスパラギナーゼの主要な供給源となりました。

応用

アスパラギナーゼはさまざまな産業および製薬目的に適用できます。 1998年には、アスパラギナーゼメダック、サイデロラーゼ、オンカスパー、スペクトリラ（Escherichia coliからの新しい組換えアスパラギナーゼ）を含む異なる化学的および薬理学的特性を持つブランド製剤が利用可能です。 クリサンタスパーゼ（BAN）として知られるErwinia chrysanthemiによって生成されたアスパラギナーゼは、イギリスでエルウィナーゼとして取引されています。 急性リンパ芽球性白血病の治療においてブランド名エルスパーを持つEscherichia coliのアスパラギナーゼの一つは、いくつかのマスト細胞腫瘍プロトコルでも効果的です。 アスパラギナーゼ は、組織刺激を伴わない筋肉内、皮下、または静脈内注射として投与されることで、他のほとんどの化学療法薬とは異なります。アスパラギナーゼの最も一般的な使用は、食品製造における処理補助剤として機能することです。市販のアクリラウェイおよびプレベンタセのアスパラギナーゼは、スナックやビスケットなどのデンプン質の食品において、疑わしい発癌物質であるアクリルアミドの形成を抑制するための食品加工補助剤として利用されています。

作用機序

アスパラギナーゼは、急性リンパ芽球性白血病細胞や他の疑わしい腫瘍細胞が非必須アミノ酸アスパラギンを合成できないという事実を利用することができますが、正常細胞は自分のアスパラギンを生成できます。したがって、白血病細胞は主に循環するアスパラギンに依存し、大量のアスパラギンを必要とします。これはアスパラギナーゼによって触媒され、アスパルテートとアンモニアに変換され、白血病細胞に必要な循環アスパラギンを奪い、細胞死を引き起こします。

加熱されると、デンプン質の食品に自然に存在するアスパラギンはメイラード反応と呼ばれるプロセスを経て、焼き物や揚げ物の茶色の色、クラスト、トースト風味を生じさせ、同時にアクリルアミドやいくつかのヘテロ環状アミンなどの疑わしい発癌物質を生成します。食品を焼いたり揚げたりする前に、アスパラギナーゼを加えることで、アスパラギンを別の一般的なアミノ酸であるアスパルテートとアンモニウムに変換できます。これにより、アスパラギンはメイラード反応に参加できず、結果としてアクリルアミドの形成が大幅に制御されます。食品加工補助剤として、アスパラギナーゼは最終製品の味や外観を変えることなく、さまざまなデンプン質の食品におけるアクリルアミドのレベルを最大90％まで効率的に減少させることができます。他の小さなアスパラギン非依存の形成経路の存在により、アクリルアミドの完全な除去はおそらく不可能です。

副作用

アスパラギナーゼの主な副作用は、誘発されたアレルギーまたは過敏症反応であり、アナフィラキシーを引き起こす可能性があります。さらに、アスパラギナーゼはタンパク質合成を抑制するため、凝固因子や抗凝固因子の合成を含む凝固障害とも関連しており、出血や脳卒中などの血栓症を引き起こす可能性があります。骨髄抑制も一般的な併発症ですが、軽度から中程度であり、臨床的な重要性や治療的結果に達することはまれです。膵炎も伴う副作用であり、これはL-アスパラギナーゼの二重活性に主に起因します。なぜなら、L-グルタミンをグルタミン酸とアンモニアに加水分解することもできるからです。注射によって引き起こされる他の一般的な副作用には、血液凝固の問題、高血糖、腎臓の問題、肝機能障害が含まれます。妊娠中の使用は赤ちゃんに有害である可能性があります。食品としては一般的に安全と認識されています。

参考文献