「ＳＴＯＨａｓｅ」（ＳＴの３位を水酸化する酵素）: 活性の定量法と酵素の精製法

ブラジル沿岸に生息する特殊な海鞘に存在するはず (あるいは屠殺した牛などの脳組織にも存在するかもしれない) 「ＳＴＯＨａｓｅ」（ＳＴの３位を水酸化する=ＳＴー２００１合成酵素）の活性を如何にして簡便に定量し、さらに如何に酵素を単離精製するか、その方法を先ず開発することが、このプロジェクトの成功への決め手 (鍵) となる。

定量法:  ＳＴの水酸化により合成される「ＳＴー２００１」の量を（間接的に）ＰＡＫ１阻害活性で定量する。１０年以上昔に我々が得た研究結果によれば、ＳＴのＣＤ５０は５０　ｎＭ、「ＳＴー２００１」のＣＤ５０は１　ｎＭ である。 言いかえれば、「ＳＴー２００１」が生成されると、ＰＡＫ１阻害活性が最大５０倍までに上昇する。生化学の常識に従えば、この水酸化反応には 酵素以外に、空中の酸素、鉄イオンおよびＢＨ４ (Tetrahydrobiopterin) が補酵素として必須であると推定される。

精製法:  水酸化反応に補酵素「ＢＨ４」が必須であることが予測通り証明/確認されれば、「ＢＨ４」Ｓｅｐａｈｒｏｓｅ などを使用して「ａｆｆｉｎｉｔｙ」精製することができるだろう。さらに、この酵素が「トリプトファン水酸化酵素」のごとく、カルモジュリン依存キナーゼにより燐酸化されるならば、ＡＴＰーａｇａｒｏｓｅやカルモジュリンＳｅｐｈａｒｏｓｅなども駆使して「ａｆｆｉｎｉｔｙ」精製が可能であろう。

さて、特に「トリプトファン水酸化酵素」に我々が何故こだわるかと言えば、実はＳＴは生合成の過程で、まず（アミノ酸の一種）トリプトファン２分子が重合して「インドールカルバゾール環」を形成後、単糖（ヘキソース）が結合し、更に様々な化学修飾を経たのち、最終段階で水酸化されると推定されるからである。脳内でトリプトファンは５位が水酸化されて、最終的には「セロトニン」という神経ホルモンに変化することが知られている。この位置は丁度ＳＴの３位に相当する。従って、海鞘では同じ酵素がＳＴの水酸化にも関与している可能性が考えられる。