新酵素技術：精準監測帕金森氏症治療關鍵
113年03月10日
【本篇報導由化學系 葉怡均教授研究團隊提供】 現今，基於酶的比色生物感測器已被廣泛應用於臨床實踐，然而僅有當這些方法具有高靈敏度且能有效處理多個樣品時，才能達到成本效益的最大化。在這項研究中，研究團隊採用來自嗜熱細菌鏈黴菌（Streptomyces sclerotialus）的新型熱穩定酶，即2,3-多巴雙加氧酶（2,3-Dopa-dioxygenase），這種酶首次被成功應用於檢測左旋多巴，成為發展基於蛋白質和細胞的生物感測器的理想工具。本研究成功地利用紅色螢光訊號在短短30分鐘內檢測左旋多巴，並且開發了一種連續分析方法，利用雙螢光訊號高靈敏度地檢測多巴胺和左旋多巴的存在，以監測接受左旋多巴治療的帕金森氏症患者的治療情況。這項系統的穩健性和適用性已在血清中進一步得到驗證。此外，研究團隊還使用殼聚醣修飾的微流體紙基，實現了對混合溶液中多巴胺和左旋多巴的快速高效分析。 近年來，基於酶的比色生物感測器在臨床應用中扮演著重要的角色。然而，檢測結構相似的多巴胺和左旋多巴在樣品中的共存一直是一項技術上的挑戰。特別是左旋多巴在帕金森氏症患者治療中的廣泛應用，使得對其濃度進行有效監測變得至關重要，以確保治療效果和避免副作用。 為了解決這個問題，本研究採用了來自嗜熱細菌鏈黴菌的新型熱穩定酶SsDDO，成功實現了對左旋多巴的選擇性檢測。透過使用雙色螢光訊號的連續分析方法，不僅能高靈敏度地檢測多巴胺和左旋多巴的共存，同時也克服了傳統檢測方法難以區分結構相似分子的限制。 在臨床實踐中，左旋多巴作為帕金森氏症的主要治療藥物，其濃度的監測對於確保治療效果和最小化副作用至關重要。傳統的檢測方法需要昂貴的儀器和冗長的預處理步驟，而本研究提供的方法不僅更具經濟性，還實現了高效的監測，有望在臨床應用中推動左旋多巴治療的安全性和效果。 由於左旋多巴在帕金森氏症患者中的使用，其副作用的嚴重程度通常與其濃度有關，因此濃度的精確監測尤為關鍵。本研究的研發酵素SsDDO對左旋多巴的高特異性檢測，為臨床上對治療效果的迅速調整提供了新的可能性，有望最大程度地維持患者的生活品質。 總結而言，這項研究突破了結構相似的多巴胺和左旋多巴在樣品中的共存的技術挑戰，成功實現了對左旋多巴的高效監測。這一成果有望為帕金森氏症患者的治療提供更有效、更安全的選擇，同時也為基於酶的生物感測器在臨床上的應用開闢了新的方向。 原文出處：Chang, C. W., Lin, Y. H., Tsai, C. H., Kulandaivel, S., & Yeh, Y. C.(2022).Sequential detection of dopamine and L-DOPA by a 2,3-dopa-dioxygenase from Streptomyces sclerotialus. Analytica Chimica Acta, 1202, 339641. https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.339641
