Loading article…
アブザイム[ 1 ]（抗体と酵素の略）は、触媒モノクローナル抗体（触媒モノクローナル抗体の略）[ 2 ] 、触媒抗体またはカタブ[ 3 ]とも呼ばれ、触媒活性を持つモノクローナル抗体である。アブザイムは通常、合成ハプテンで免疫した実験動物で作られるが、一部の天然アブザイムは、正常なヒト（抗血管作動性腸ペプチド自己抗体）や全身性エリテマトーデスなどの自己免疫疾患の患者にも見られ、 DNAに結合して加水分解することができる[ 1 ]。現在までに、アブザイムは弱い触媒活性しか示さず、実用的な用途は証明されていない[ 4 ] 。しかし、アブザイムは学術的に非常に興味深い研究対象である。アブザイムの研究により、反応機構、酵素の構造と機能、触媒作用、および免疫系自体に関する重要な知見が得られている[ 4 ] 。
酵素は、化学反応の遷移状態の活性化エネルギーを低下させることで機能し、それによって、反応物と生成物の間に、本来であれば不利な中間分子が形成されることを可能にします。特定の化学反応の遷移状態と構造的にも電子的にも類似した分子に結合する抗体を開発すると、その抗体は天然の酵素と同様に遷移状態に結合して安定化させ、反応の活性化エネルギーを低下させ、反応を触媒します。このように、安定な遷移状態類似体に結合する抗体を作製することで、新規かつ独自のタイプの酵素が生み出されます。
これまでのところ、製造された触媒抗体はすべて、控えめで弱い触媒活性しか示していません。これらの分子の触媒活性が低い理由は広く議論されています。可能性としては、結合部位以外の因子、特にタンパク質のダイナミクスが重要な役割を果たしている可能性があることが示唆されています。[ 5 ]一部のアブザイムは、金属イオンやその他の補因子を使用して触媒活性を向上させるように設計されています。[ 6 ] [ 7 ]
遷移状態に結合する抗体によって反応を触媒する可能性は、1969年にウィリアム・P・ジェンクスによって初めて提唱された。 [ 8 ] 1994年、ピーター・G・シュルツとリチャード・A・ラーナーは、多くの反応に対する触媒抗体を開発し、その研究を酵素学の重要なサブ分野として普及させた功績により、権威あるウルフ賞化学部門を受賞した。[ 9 ]
健康なヒトの母乳には、DNA分解酵素、RNA分解酵素、プロテアーゼ活性を持つ幅広い種類のアブザイムが存在する。[ 4 ]
2008 年 6 月号の Autoimmunity Review 誌[ 10 ] [ 11 ]で、テキサス大学ヒューストン校医学部の S. Planque、Sudhir Paul 博士、Yasuhiro Nishiyama 博士らは、gp120 CD4結合部位のスーパー抗原領域を分解するアブザイムを開発したと発表した。これは、細胞性免疫の鍵となるT リンパ球への付着点であるため、 HIVウイルスの外殻の中で変化しない唯一の部分である。HIVに感染すると、患者はウイルスの外殻のより変化しやすい部分に対する抗体を産生する。ウイルスは外殻を急速に変化させることができるため、これらの抗体は効果がない。この gp120 タンパク質は HIV の付着に必要であるため、異なる株間で変化せず、HIV 変異株集団全体にわたって脆弱点となっている。
アブザイムは標的部位に結合するだけでなく、触媒作用によってその部位を破壊し、ウイルスを不活性化させる。さらに、他のHIVウイルスを攻撃することもできる。たった1分子のアブザイムで、数千ものHIVウイルスを破壊できるのだ。