ACE2 の新しい消光性蛍光基質 Nma-His-Pro-Lys(Dnp) 2016/01/06

レニン-アンジオテンシン系 (RAS) は哺乳類の血圧調節機構として重要な役割を担っています。主に腎臓で生合成されたレニンは様々な刺激で血中に分泌され、肝臓で生合成されたアンジオテンシノーゲンに作用してアンジオテンシンI (Ang I) を生成します。Ang Iは不活性ペプチドで、アンジオテンシン変換酵素 (ACE) もしくはキマーゼによりC末端2残基が切除され、アンジオテンシンII (Ang II) となり、血圧上昇を引き起こします。

3237_Nma-His-Pro-Lys(Dnp)-2


　図1. Nma-His-Pro-Lys(Dnp)の切断機構


　

一方、2000年にACEのホモログとして見出されたアンジオテンシン変換酵素2 (ACE2) 1, 2)はAng II に作用して、血管弛緩性のペプチドAng(1-7)を生成します。このことから、ACE2 には Ang II の強い血管収縮作用を均衡する役割があると考えられています3)。また、ACE2が SARS(重症急性呼吸器症候群)コロナウイルスのレセプターであり4-6）、感染に必須であることが判明しました7）。さらに、ACE2 はアミノ酸トランスポーターのシャペロン蛋白として機能することにより、腸管でのアミノ酸吸収に寄与することも分かりました8）。

このように多彩な機能を有する ACE2 の生理的役割を解明するため、秋田県総合食品研究センターの高橋らとペプチド研究所は、高感度な消光性蛍光基質 Nma-His-Pro-Lys(Dnp)を共同開発しました9）。

　
　

表1. ヒト組み換えACE2を用いた合成基質の活性比較
基質 Km (μM) Kcat (s-1) Kcat/Km (μM-1s-1) 相対活性 (%)
Nma-His-Pro-Lys(Dnp) 23.3 167 7.17 100
Nma-Ala-Pro-Lys(Dnp)10) 147 114 0.77 11

　
　

この基質のkcat/Km値は従来の基質 MCA-Ala-Pro-Lys(Dnp)に比べ約10倍と高活性であることから（表1）今後、ACE2 阻害物質の探索などへの展開が期待されます。

　

Code 品名 対象酵素 容量
3237-v Nma-His-Pro-Lys(Dnp) ACE2 1 mg
3233-v Nma-Phe-His-Lys(Dnp) ACE 1 mg
3229-v Nma-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu-Val-Ile-His-Thr-Lys(Dnp)-D-Arg-D-Arg-NH2 Renin 1 mg

　

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  1. Donoghue,M., Hsieh,F., Baronas,E., Godbout,K., Gosselin,M., Stagliano,N., Donovan,M., Woolf,B., Robison,K., Jeyaseelan,R., Breitbart,R.E. and Acton,S., Circ. Res, 587, e1-e9 (2000).
  2. Tipnis,S.R., Hooper,N.M., Hyde,R., Karran,E., Christie,G. and Turner,A.J. J. Biol. Chem., 275, 33238-33243 (2000).
  3. Yagil,Y. and Yagil,C., Hypertension, 41, 871-873 (2003).
  4. Li, W. et al., Nature, 426, 450-454 (2003).
  5. Wong,S.K., Li,W., Moore,M.J., Choe,H., and Farzan,M., J. Biol. Chem., 279, 3197-3201 (2004).
  6. Li,F., Li,W., Farzan,M., Harrison,S.C., Science, 309, 1864-1868 (2005).
  7. Kuba,K. et al., Nature Med., 11, 875-879(2005).
  8. Hashimoto,T., Perlot,T., Rehman,A., Trichereau,J., Ishiguro,H., Paolino,M., Sigl,V., Hanada,T., Hanada,R., Lipinski,S., Wild,B., Camargo,S.M., Singer,D., Richter,A., Kuba,K., Fukamizu,A., Schreiber,S., Clevers,H., Verrey,F., Rosenstiel,P. and Penninger,J.M., Nature, 487, 477-481(2012).
  9. Takahashi,S., Yoshiya,T., Yoshizawa-Kumagaye,K. and Sugiyama,T., Biomed. Res., 36, 219-224(2015).
  10. Data from Vickers C. et al. (J. Biol. Chem., 277, 14838-14843, 2002)

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