SAO

サルコシンオキシダーゼ (SAO)

サルコシンオキシダーゼ、略してSOXは、クレアチニン分解代謝経路の第三の酵素であり、基質であるサルコシンからグリシンの生成を特異的に触媒することができます。微生物はクレアチンオキシダーゼの最も重要な供給源であり、臨床診断に広く応用されています。クレアチンオキシダーゼとクレアチナーゼを組み合わせた血清中のクレアチニンの測定は、腎機能を判断する上で重要な要素です。サルコシンオキシダーゼはフラビンタンパク質に属し、クレアチナーゼと結合してクレアチニンをグリシンホルムアルデヒドと過酸化水素に分解します。重要な診断酵素製剤として、SOXは人間の血清クレアチニンレベルの検出に広く使用され、腎機能の健康を判断するために用いられます。

図1. サルコシンオキシダーゼのタンパク質構造。

はじめに

サルコシンオキシダーゼの検査は医療機関でのルーチン検査項目となっており、SOXには大きな臨床的ニーズがあります。現在、遺伝子工学を用いてSOXの異種高効率発現を実現することは、その臨床診断応用を満たすための効果的な手段です。大腸菌は一般的に使用される発現ホストであり、低い発酵コスト、高い収率、操作の容易さ、明確な遺伝的背景、短い繁殖サイクル、容易な制御などの多くの利点があります。数ヶ月間の組換えタンパク質生産のための好ましいシステムと見なされています。特に、異なる生物源のSOXの酵素学的特性の大きな違いは、その応用効果に直接影響を与えます。相対分子量、サブユニット構成、タンパク質構成などです。したがって、SOX酵素の特性を深く探求することは非常に重要です。さらに、診断酵素試薬の一般的に不安定な性質も、このような酵素製剤の実用的な応用を制限する重要な要因です。

サルコシンオキシダーゼの安定性を向上させる方法は？

サルコシンオキシダーゼは保存や輸送中に容易に不活性化されるため、その安定性を向上させることはこの酵素の大規模な応用の基礎です。現在、酵素の安定性を向上させるための主な方法には、タンパク質工学、固定化、保護剤の添加、化学修飾などがあります。その中でも、固定化はより一般的に使用される方法です。グルタルアルデヒドは酵素固定化に広く使用される二官能試薬です。しかし、操作が複雑で試薬の毒性を考慮すると、カルボジイミド法を用いてサルコシンオキシダーゼを固定化することができます。1-エチル-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド（EDC）は、アミノ基をカルボキシル基に結合させる縮合剤です。酵素分子のカルボキシル基はカルボジイミドによって活性化され、中間生成物を形成し、その後アミノキャリアと反応してコンジュゲートを形成します。

応用

サルコシンの電気化学的検出方法には、サルコシンオキシダーゼを物理吸着または化学結合によって第一の核酸配列に接続すること、ペルオキシダーゼを第二の核酸配列に接続すること、第一の認識配列から突き出た第一の核酸ナノ構造を提供すること、第二の認識配列から突き出た第二の核酸ナノ構造を提供することが含まれます。第一の核酸配列修飾酵素が第一の認識配列とハイブリダイズしてサルコシンオキシダーゼと核酸の第一のナノ構造の複合体を得ること、第二の核酸配列修飾酵素が第二の認識配列とハイブリダイズしてペルオキシダーゼと核酸ナノ構造の第二の複合体を得ること、第一の複合体と第二の複合体が電気化学的検出のために装置の作業電極表面に組み立てられることが含まれます。本発明の電気化学的検出方法は、構造的核酸ナノテクノロジー、酵素触媒反応、電気化学的バイオセンサーを組み合わせて、小さなサルコシン分子の定量検出を実現します。

参考文献