クレアチナーゼ

クリアチナーゼは、クレアチンの加水分解を触媒し、尿素とクレアチンを生成することができます。現在、クリアチナーゼはさまざまな細菌に存在することがわかっています。クレアチニンは、人体におけるホスホクレアチン代謝の最終産物です。これは腎臓によってろ過され、血液から尿に排泄されます。血清クレアチニン濃度の正常範囲は35から150 μMの間ですが、腎臓や筋肉の機能に問題があると、クレアチニンの濃度は1000 μMに上昇します。したがって、血液および尿中のクレアチニン濃度は腎臓の排泄機能を反映することができます。化学的検出と比較して、酵素的検出にはより多くの利点があります。クレアチニン濃度の酵素的検出のための重要な酵素として、クリアチナーゼは腎機能の臨床検査において非常に重要な役割を果たします。

図1. クリアチナーゼのタンパク質構造。

出所

クリアチナーゼの主な出所は微生物です。クレアチニン測定法の問題を解決する際、いくつかの微生物がクレアチニンを成長のための主要な窒素および炭素源として利用できることがわかりました。1937年にクレアチニンがアートロバクターであることが初めて発見されました。その後、他の属の株がクリアチナーゼを誘導し、細胞内に蓄積することがわかりました。これらの細菌には、シュードモナス、クロストリジウム、フラボバクテリウム、バチルス、アルカリゲネス、パラコッカスが含まれます。

構造研究

報告された微生物クリアチナーゼは、単一のサブユニットまたは2つの同一のサブユニットで構成され、分子量は45から51 kDの範囲です。例えば、P. putida var. Naraensisのクリアチナーゼの分子量は94 kDで、2つの同一の47 kDサブユニットから構成されており、それぞれにチオール基があり、クリアチナーゼの活性に密接に関連しています。P. putidaのクリアチナーゼは、2つの同一のサブユニットで構成されており、それぞれに2つのドメインがあり、Met (157) Ile (158) -Lys (159) -Ser (160)、His (232)、Glu (262) およびGlu (358)がクリアチンの加水分解を触媒する重要な残基である可能性があります。アルカリゲネスのクリアチナーゼは、分子量51 kDの単一サブユニット酵素です。分子生物学的手法を用いてクリアチナーゼ遺伝子をクローニングおよび発現させ、得られた組換え酵素はすべて単一サブユニット酵素で、分子量は42から50 kDの範囲です。

金属イオンおよび化学試薬がクリアチナーゼの活性に与える影響

金属イオンおよび化学試薬がクリアチナーゼの活性に与える影響について報告されており、異なる出所のクリアチナーゼは1 mMのHg²⁺、Cu²⁺、およびZn²⁺によって完全に阻害されることがわかっています。酵素の各サブユニットにはチオール基があり、この基はクリアチナーゼの活性に密接に関連しています。金属イオンに対する反応は異なりますが、研究されたすべてのCREには金属イオン活性化剤がありません。さらに、金属キレート剤は酵素の活性に影響を与えず、酵素がメタロ酵素でないことを示しています。

応用

クリアチナーゼは、クレアチニン濃度の臨床的測定に広く使用されています。血清中のクレアチニンの生成と排泄は比較的安定しているため、血清クレアチニン濃度の測定は血清尿素濃度よりも糸球体機能をより正確に反映できます。したがって、血清クレアチニンの正確な測定は、臨床診断、治療効果の観察、および予後にとって非常に重要です。現在、クレアチニンを測定する方法のほとんどは、緊急生化学機器（電極法）および自動生化学機器（酵素法またはジャフェ法）です。これらの3つの方法は異なる測定原理を持ち、非特異的物質の影響も受けます。初期には、臨床で一般的に使用されていたクレアチニン検出法は主に化学的検出法でした。この方法は主にジャフェ反応に基づいており、すなわち、クレアチニンメチレンがアルカリ条件下でピクリン酸と反応して赤色複合体を生成します。その濃度は比色法で測定できます。しかし、化学的検出法は特異性がなく、感度が低いため、臨床的測定における応用が制限されています。

参考文献