Messung der Enzymaktivität der N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase

Creative Enzymes ist ein industrielles Biotechnologieunternehmen, das auf Enzymaktivitätsassays spezialisiert ist. Wir arbeiten mit einer Vielzahl unterschiedlicher und spezialisierter Kunden zusammen, um deren Anforderungen von der Grundlagenforschung bis hin zur Prozessoptimierung zu unterstützen. Durch unser kontinuierliches Streben nach Dienstleistungen höchster Qualität hat sich Creative Enzymes das Vertrauen zahlreicher Kunden erworben. Wir gehören zu den wenigen Unternehmen, die einen hochpräzisen Aktivitätsassay für die N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase anbieten.

Sialinsäuren sind an einem breiten Spektrum von Signalübertragungs‑, Erkennungs‑ und Zell‑Zell‑Adhäsionsprozessen in Säugerzellen beteiligt und sind in einigen hochmalignen Tumoren überexprimiert. Es wurde gezeigt, dass veränderte physiologische Sialinsäurespiegel eng mit bestimmten genetischen Erkrankungen assoziiert sein können. Offensichtlich ist der Mechanismus der Biosynthese sialinsäurehaltiger Glycokonjugate von klinischem Interesse. Die N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase (EC 2.7.7.43; CTP:N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase; CMP‑Neu5Ac‑Synthetase) ist ein Enzym, das den vorletzten Schritt bei der Addition von Sialinsäuren an die Oligosaccharidkomponente von Glycokonjugaten katalysiert und ein essenzieller Bestandteil von Sialylierungswegen ist. Dieses Enzym katalysiert die Reaktion von N‑Acetylneuraminsäure (NeuAc) mit Cytidin‑5′‑triphosphat (CTP) unter Bildung von Pyrophosphat (PP_i) und CMP‑N‑Acetylneuraminsäure (CMP‑NeuAc), einem „aktivierten“ Zuckernukleotid‑Monophosphat. Diese Reaktion ist einzigartig, da Sialinsäure direkt an Cytidinmonophosphat gekoppelt wird. N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase wurde sowohl aus Säuger‑ als auch aus bakteriellen Quellen isoliert. Obwohl bakterielle und eukaryotische N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferasen mehrere gemeinsame katalytische Eigenschaften aufweisen, wurden zahlreiche entscheidende Unterschiede untersucht, darunter Substratspezifität, Tertiärstruktur, Inhibitor‑Sensitivität und zelluläre Lokalisation. Somit können bakterielle N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferasen durch Strategien des rationalen Wirkstoffdesigns gezielt adressiert werden.

Abbildung 1: Enzymatische Synthese von CMP‑NeuAc durch N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase (CMP‑Neu5Ac‑Synthetase).
Referenz: Kittelmann M, Klein T, Kragl U, et al. Applied Microbiology and Biotechnology, 1995, 44(1–2): 59–67.

Darüber hinaus gewinnt die N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase auch im Bereich der Biotechnologie zunehmend an Bedeutung. Angesichts der hohen Kosten der chemischen Synthese von CMP‑NeuAc sowie dessen Instabilität sind N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase in Kombination mit verschiedenen Sialyltransferasen für die enzymatische Synthese biologisch relevanter, sialylierter Oligosaccharide von zentraler Bedeutung. Diese sialylierten Oligosaccharide werden in der klinischen Medizin eingesetzt und sind unverzichtbare Werkzeuge zur Untersuchung der vielfältigen Prozesse, die Sialinsäuren erfordern. Daher lässt sich schlussfolgern, dass die N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase ein großes Potenzial für zukünftige Entdeckungen in Medizin und Biotechnologie besitzt.

Dennoch ist der Aktivitätsassay der N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase mittels chromatographischem Verfahren im industriellen Maßstab bislang nicht umfassend etabliert, obwohl die chromatographische Analytik als zuverlässige und kosteneffiziente Methode zur Aktivitätsquantifizierung gilt. Als weltweit anerkannter Marktführer im Bereich der Enzymaktivitätsmessung hat Creative Enzymes präzise Aktivitätsassays für die N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase entwickelt. Die Qualität unserer Ergebnisse wird durch den Einsatz modernster chromatographischer Instrumentierung sichergestellt. Creative Enzymes ist Ihr verlässlicher Partner, der Ihnen weltweit eine erstklassige Serviceerfahrung bietet.

Abbildung 2: Kristallstruktur der murinen N‑Acylneuraminat‑Cytidylyltransferase.
PDB: 1QWJ