トレハラーゼ

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紹介

トレハラーゼは藻類の糖の加水分解を触媒する酵素で、産業や医学において重要な役割を果たしています。トレハラーゼはグルコシダーゼの一種で、特に藻類の糖に作用し、それを2分子のグルコースに加水分解します。これは細菌、抗酸菌、植物、動物に広く存在します。ヒトでは、腎臓、腸、肝臓、胆汁、尿に加えて、血漿のα2-グロブリン分画でもその活性が検出され、特に腎臓で活発です。

図1. トレハラーゼの構造。

物理化学的特性

• トレハラーゼは哺乳類の腎臓と小腸の上皮細胞膜のブラシボーダーに位置する細胞外酵素で、加水分解酵素のクラスに属し、1分子のアルグルカンを加水分解して2分子のグルコースを生成することができ、その基質作用は非常に特異的です。
• トレハラーゼの等電点は4.37で、正常な体液のpH 7.4で大きな負の電荷を持っています。
• この酵素は哺乳類の腎臓から精製され、SDS-PAGE電気泳動により75 kDaの分子バンドを示しました。
• トレハラーゼのcDNAはウサギ、ヒト、マウスの組織から分離されました。ヒトのトレハラーゼcDNAの完全な配列は、この酵素が583のアミノ酸残基から構成され、アミノ末端に19のアミノ酸残基からなる典型的な切除可能なシグナルペプチドを含み、5つの潜在的な糖鎖付加部位とカルボキシル末端に疎水性領域を含むことを示しました。

生物学的特性

腸内でトレハラーゼによるアルグルカンの加水分解によって生成されたグルコースは吸収され、エネルギー源として利用される可能性があり、トレハラーゼが欠乏している患者がアルグルカンを多く含むキノコを食べた後に下痢が報告されていますが、腎臓のトレハラーゼの機能は現在不明です。尿中のトレハラーゼ活性の上昇は、近位尿細管の損傷および特定の腎疾患と関連していることが報告されています。

応用の展望

最近の研究では、腎尿細管間質の損傷が腎不全の主要な決定因子であり、近位尿細管の損傷が腎機能の悪化の重要な原因であることがわかりました。尿細管の損傷の早期発見は、マンガンベッドにおける診断と治療の鍵であり、尿中のトレハラーゼは近位尿細管の損傷において早期で特異的かつ感度の高い診断価値を持ち、国内の研究所ではまだ試験されておらず、臨床応用の展望が大きいです。現在の優先事項は、分子生物学によって組換えヒトトレハラーゼタンパク質を調製し、精製し、抗トレハラーゼモノクローナル抗体を調製し、迅速かつ効率的なELISAアッセイを確立することであり、トレハラーゼの測定が臨床検査で広く使用され、臨床診断により良く役立つことを目指しています。

臨床応用

• 急性および慢性糸球体疾患

尿中のトレハラーゼ活性は、慢性糸球体腎炎、ネフローゼ症候群、慢性腎不全の患者で上昇していました。ELISAで測定された尿中のトレハラーゼタンパク質濃度は、対照群の6.2-200倍高かったです。

• 腎尿細管間質疾患

腎尿細管アシドーシス、感染性または薬剤誘発性間質性腎炎、腎移植拒絶反応、その他の腎尿細管、特に近位尿細管を損傷する疾患において、尿中のトレハラーゼの測定は、診断、病気の観察、予後の推定を助けるための感度が高く特異的な指標として使用できます。

• 遺伝性疾患

ロウ症候群はX連鎖劣性疾患で、ロウ症候群の患者の尿中トレハラーゼタンパク質レベルは対照群の200倍高いです。小児多嚢胞性腎疾患は常染色体劣性疾患であり、この疾患を持つ胎児の羊水中のトレハラーゼのレベルは著しく上昇しており、この酵素の測定は早期診断や優生学に役立つことができます。