モノアミン酸化酵素

モノアミン酸化酵素（MAO）（EC 1.4.3.4）はフラビン酵素の一群であり、神経伝達物質であるドパミン、ノルエピネフリン、セロトニン（5-HT）をはじめ、チラミン、フェネチルアミン（PEA）など多様なアミン、さらに外因性アミンの一部（神経毒1-メチル-4-フェニル-1,2,3,6-テトラヒドロピリジン（MPTP）を含む）を触媒し得る。現在、MAO-AおよびMAO-Bの2種類のアイソザイムが知られている。これらの酵素は、基質および阻害剤に対する選択性の差異により容易に識別できる。MAO-Aは低濃度のクロロシリンにより阻害され、5-HTおよびノルエピネフリンを優先的に触媒する。MAO-Bはフェネチルアミン（PEA）およびベンジルアミンを選択的に触媒し、（R）-セレギリンにより阻害される。チラミン、ドパミン、トリプタミンはいずれも両酵素の基質となる。

分布

MAOは生体内の組織・臓器に広く分布し、特に肝臓、腎臓、胃および小腸に多い。主としてミトコンドリア外膜の外側表面に局在し、膜に強固に結合している。補酵素としてフラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）を用いる。これとは別に、結合組織に存在する型があり、FADを含まず、補酵素としてピリドキサールリン酸を用いる。脳組織におけるMAO活性は加齢とともに上昇し、グリア細胞の増加に伴って増大する。MAOはカテコールアミン系ホルモンを分解し、心臓交感神経機能を間接的に反映し得る。由来の異なるMAOでは相対分子量が大きく異なることが確認されており、小さいものは約100,000、大きいものは1,000,000超である。

触媒機構

研究により、MAO-Bにおけるアミノ酸残基His382およびThr158が触媒反応に必須である一方、MAO-AのPhe208およびMAO-BのIle199が基質特異性を規定することが示されている。また、MAOの活性部位にはシステイン残基も存在し、触媒に関与する可能性が示唆されている。現在、触媒機構としては、単電子移動（SET）、水素原子移動（HAT）、および求核的または双極子機構の3つの仮説が提唱されている。

検出法

アルデヒド-ベンゾキノン比色法：本法では、MAOによりベンジルアミンが酸化され、生成したアルデヒドが2,4-ジニトロフェニルヒドラジンと反応してアルデヒダジンを形成し、アルカリ条件下で褐赤色を呈する。470 nmで比色測定を行い、MAO濃度を算出する。

MCDP比色法：本法では、MAOによりベンジルアミンを酸化して過酸化水素を生成させる。過酸化水素はペルオキシダーゼ存在下でMCDPと反応し、呈色性のメチレンブルーを形成する。660 nmで比色測定を行い、MAO濃度を算出する。本法は測定前に停止液の添加を要し、多検体の測定には不向きである。

連続モニタリング法：本法では、MAOによりベンジルアミンを触媒してアンモニアを生成させ、アンモニアはα-ケトグルタル酸、NADPHおよびGLDH存在下でグルタミン酸を生成する過程で、NADPHがNADP+へ酸化され、340 nmにおける吸光度が低下する。吸光度低下速度をモニタリングすることで、検体中のMAO活性を測定できる。本法は迅速かつ簡便で自動分析に適しており、ヒューマンエラーの低減、良好な正確性および精密性が期待でき、臨床検査の多くの用途に適用可能である。

臨床応用

血清モノアミン酸化酵素活性は肝線維化の程度を反映し得るため、肝硬変の診断における重要な指標である。肝硬変患者ではMAO活性上昇の陽性率が80%超であり、最高値は対照の最大3.5倍に達する。各種肝炎の急性期では多くの場合MAO活性は上昇しないが、劇症重症肝炎では肝細胞壊死によりミトコンドリアから大量のMAOが放出され、MAO活性が上昇し、陽性率は73.3%である。上昇幅は病勢の重症度と正の相関を示す。肝炎患者と肝硬変患者の間ではMAO活性に有意差が認められる一方、肝炎の各病型間ではMAO活性に有意差は認められない。糖尿病およびうっ血性心不全は、肝うっ血に伴う肝線維化を続発し得るほか、ヒトMAO活性の上昇も認められる。甲状腺機能亢進症では線維組織の分解および合成、先端巨大症では線維合成過剰などの要因により、MAO活性がさまざまな程度で上昇し得る。線維増殖を伴わない結合組織疾患の一部患者では、MAO活性の上昇は認められない。原発性肝癌、転移性肝癌、奇形腫、胆汁性肝硬変、日本住血吸虫症性肝硬変、および慢性胆汁うっ滞性血清肝炎の患者では、MAO活性に変化は認められない。