The use of nucleic acid aptamers as a removable masking agent for the controlled polymer modification of enzymes

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高分子による酵素の修飾は、酵素の安定性改善、物性改善、および活性のON/OFF制御や環境応答性付与等の機能化に利用されている。一方で、酵素を化学的に高分子修飾すると、基質分子の酵素活性部位へのアクセスが修飾高分子によって妨害されるなどが原因で、酵素活性の低下が一般的に認められる。本研究では、高分子修飾する際の酵素活性部位のマスク剤として、酵素活性部位に対するアプタマーを用いる新たな高分子修飾法の開発を目的とするものである。令和４年度は、前年度より継続している課題として、酵素としてウシトリプシンを用い、そのアプタマー（Apt）の酵素阻害特性を詳細に検討した。Michaelis-Menten式に基づき、速度論的解析を実施したところ、使用したAptによる混合型阻害様式が示唆され、酵素阻害定数は、116 nMであった。また、Aptによる阻害時間にかかわらず、任意のタイミングでAptに対する相補的配列を有する一本鎖DNA（cApt）を添加することにより、トリプシン活性を回復させることができた。これは、AptとcAptを組み合わせることで酵素活性のOFF/ON制御が可能であることを示唆する結果である。Aptをマスク剤とするトリプシンの高分子修飾について、修飾高分子にpoly(N-isopropylacrylamide)を用いて検討したところ、Aptを用いない系と比較して、トリプシンの活性低下を抑制できることが示された。追加での検討が必要な状況ではあるが、アプタマーをリムーバブルマスク剤とすることで効果的に酵素の高分子修飾が可能である初期的知見を得ることはできた。