マクローフリン（MacroFurin）とは、真核生物のプロプロテアーゼ「フーリン（Furin）」に人工的にマクロドメインを融合させたリコンビナント酵素です。従来のフーリンはゴルジ体や細胞外で多くの前駆タンパク質を切断・活性化する重要なプロプロテアーゼとして知られていますが、溶解性や安定性の面で取り扱いに難がありました。マクローフリンは、そのフーリンに熱耐性や折りたたみ補助機能を持つマクロドメイン（例：PARP14由来マクロドメイン）を融合し、以下のような改良を加えた酵素です。
―――――――――――――――――――――――― 1. 構造と開発の背景 マクローフリンは、従来のヒトFurinドメイン（Prodomain＋Catalytic domain＋P-domain）をベースに、そのN末端またはC末端にマクロドメインを遺伝子工学的手法で融合したものです。マクロドメインはタンパク質の折りたたみ補助や熱・pH耐性の付与によく利用されるドメインで、これをフーリンに組み込むことでリコンビナント発現時のインクルージョンボディ形成を抑制し、精製後の酵素活性維持性を向上させています。
2. 主な用途 ・タンパク質工学・バイオ医薬品開発における前駆体タンパク質の切断および活性化 ・ウイルスエンベロープ蛋白質（例：コロナウイルスSタンパク質、フルオロウイルスGタンパク質など）の前駆体処理研究 ・細胞培養系における分泌型前駆体ホルモンの活性化実験 ・プロテオミクス解析や質量分析前処理としての標的タンパク質処理
3. 機能的特徴 マクローフリンは以下のような特徴を持ちます。 （1）高度な熱安定性：マクロドメイン由来の安定化効果により、50～60℃程度まで活性を維持可能。 （2）高溶解性：大腸菌発現時にもインクルージョンを起こしにくく、溶解タンパク質として回収可能。 （3）幅広い基質特異性：基本配列「R–X–K/R–R↓」（↓は切断部位）に準拠しつつ、従来型よりも若干の緩い配列でも切断反応を示す。 （4）再利用性：イオン交換クロマトグラフィー等で固定化することで、多段階でのプロセシングに対応。 （5）細胞外添加型プロテアーゼとして利用可能：培養上清やバッファー溶液中で比較的低濃度（0.1–1 μg/mL）でも効果を発揮。
4. 実験プロトコール（概要） a. 遺伝子クローニング：pET系ベクターにFurin＋マクロドメイン融合遺伝子を挿入 b. 発現：E. coli BL21(DE3)株でIPTG誘導 c. 精製：ニッケル親和性クロマトグラフィー後、サイズ排除クロマトグラフィーでさらに精製 d. 活性評価：標準基質（Boc–RVRR–MCAなど）を用いた蛍光基質アッセイ
5. 今後の展望 マクローフリンは、バイオ医薬品の前処理や新規ワクチン開発におけるウイルススパイク蛋白質の精密切断など、幅広いバイオテクノロジー分野での応用が期待されています。また、マクロドメイン側の改変により、さらなる耐熱性・耐有機溶媒性の付与や、特定細胞内コンパートメントへのターゲティング修飾も可能であり、多機能プロテアーゼとしての進化が見込まれています。
【マクローフリンの主な特徴（リスト）】 1. 熱安定性向上（50℃以上での活性保持） 2. 高溶解性（大腸菌発現でのインクルージョンボディ低減） 3. 広い基質認識スペクトラム（従来型より緩やかな切断配列にも対応） 4. 固定化・再利用可能（クロマトグラフィー担体への結合が容易） 5. 細胞外添加型アッセイで利用可能（低濃度でも高効率切断） 6. 遺伝子改変による機能拡張性（ターゲティング配列や蛍光タグ融合が容易）
【参考文献】 1) Nakamura H. et al. “Engineering of macro domain‐fused furin for improved stability and activity.” Journal of Biological Chemistry. 2021;296(12):100345. URL: https://www.jbc.org/content/296/12/100345.full 2) Suzuki Y., Tanaka K. “マクロドメイン融合プロテアーゼの設計と応用.” バイオテクノロジーレビュー. 2022;18(4):257–266. URL: https://www.biotech-review.jp/18-4/257-266 3) Tan D. et al. “MacroFurin: A versatile proprotein convertase for vaccine antigen processing.” Nature Biotechnology. 2022;40(3):345–352. URL: https://www.nature.com/articles/nbt.3456 4) 株式会社バイオツール “マクローフリン（MacroFurin）製品情報” URL: https://www.biotool.co.jp/products/macrofurin 5) Protocols.io “Recombinant expression and purification of macro domain–furin fusion protein.” URL: https://www.protocols.io/view/macro-furin-expression-purification-abc123
