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| 5′-ヌクレオチダーゼ | |||||||||
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 ヒトエクト-5'-ヌクレオチダーゼ（CD73）：結晶形I（開いた状態）とアデノシンの複合体[1] | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.1.3.5 | ||||||||
| CAS番号 | 9027-73-0 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
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5'-ヌクレオチダーゼ（EC 3.1.3.5）は、5'-ヌクレオチドのリン酸分解を触媒する酵素です。[2]もともとはヘビ毒に含まれていましたが、[3] 5'-ヌクレオチダーゼの活性は細菌や植物細胞にも見られ、脊椎動物の組織に広く分布しています。[4]哺乳類細胞では、この酵素は主に細胞膜に存在し、その主な役割は、通常は透過性のない細胞外ヌクレオチド（例：5'-AMP）を、ほとんどの細胞に容易に侵入できる対応するヌクレオシド（例：アデノシン）に変換することです。[5]したがって、この酵素はヌクレオチドの代謝において重要な役割を果たします。
この酵素はヌクレオチドに対して幅広い基質特異性を持ち、5'ヌクレオチドを急速に加水分解し、リボース-5-リン酸をゆっくりと加水分解し、他のリン酸エステルを極めてゆっくりと加水分解することが示されている（加水分解するとしても）。[6]
酵素は次の反応 を触媒します。
AMPヌクレオチドからアデノシンヌクレオシドへの 5'-ヌクレオチダーゼ触媒反応を以下に示します。
命名法
- 承認された名称: 5′-ヌクレオチダーゼ
- 分類名: 5′-リボヌクレオチドホスホヒドロラーゼ
- 同義語: ウリジン 5'-ヌクレオチダーゼ、5'-アデニルホスファターゼ、アデノシン 5'-ホスファターゼ、AMP ホスファターゼ、アデノシンモノホスファターゼ、5'-モノヌクレオチダーゼ、AMPase、UMPase、ヘビ毒 5'-ヌクレオチダーゼ、チミジン一リン酸ヌクレオチダーゼ、5'-AMPase、5'-AMP ヌクレオチダーゼ、AMP ホスホヒドロラーゼ、IMP 5'-ヌクレオチダーゼ。[7] [8] [9]
構造
アクティブサイト
GPIアンカーを持たない可溶性ヒトエクト-5'-ヌクレオチダーゼの研究では、C末端ドメインに基質結合ポケットがあり、基質の芳香族プリンモチーフが2つのフェニルアラニン残基の間に積み重ねられていることが示されています。[10]さらに、基質リンに亜鉛が配位したヒドロキシル基によるインライン求核攻撃と、ヌクレオシドが脱離基として作用する触媒メカニズムが提案されています。[10]
膜結合型および可溶性型
哺乳類の 5'-ヌクレオチダーゼの研究により、5'-ヌクレオチダーゼ酵素には少なくとも 4 つの異なる形態が存在することが示されています。1 つは膜結合型、3 つは可溶性型です。[4]膜結合型は、C 末端の GPI を介して細胞膜に固定されています。 [4]可溶性型の 1 つは、GPI 固定 ex-5'-ヌクレオチダーゼに由来し、細胞外に局在しているようです。[4]酵素の 2 つの細胞質型は同様の特性を持っていますが、ヌクレオチド基質に対する優先的な親和性に基づいて区別することができます。[4] GPI 固定型は、2 つのサブユニットがジスルフィド結合を介して結合した二量体として存在します。可溶性型は、二量体または四量体として存在できます。通常、酵素の少なくとも 50% は表面結合型に存在します。[4]
医学的関連性
5'ヌクレオチダーゼ血液検査
血液中の 5' ヌクレオチダーゼタンパク質の濃度は、肝臓の問題の兆候を示す人の肝機能検査としてよく使用されます。血清 5' ヌクレオチダーゼとアルカリホスファターゼ(AP) 活性の複合アッセイは、鑑別診断に非常に役立ちます。なぜなら、血清 5' ヌクレオチダーゼ活性は閉塞性肝胆道疾患で増加しますが、骨疾患では増加しないのに対し、血清 AP 活性は一般に両方のカテゴリの疾患で増加するためです。[11]言い換えれば、この検査は、タンパク質レベルの上昇が骨格障害によるものか肝臓障害によるものかを判断するために使用されます。[12] 5' ヌクレオチダーゼの正常値は 1 リットルあたり 2 ～ 17 単位です。[13]値の上昇は、胆汁うっ滞、肝細胞の破壊、肝炎(肝臓の炎症)、肝虚血、肝腫瘍、または肝臓にダメージを与える薬物の使用を示している可能性があります。妊娠や特定の薬剤（アセトアミノフェン、ハロタン、イソニアジド、メチルドパ、ニトロフラントイン）は検査に影響を与える可能性があります。[12] [13]
この検査は、5'NTレベル血液検査、CDF73レベル血液検査、エクト-5'-ヌクレオチダーゼレベル血液検査とも呼ばれる。[12]
免疫疾患におけるリンパ球5'ヌクレオチダーゼ
エクト-5'ヌクレオチダーゼは、 T細胞とB細胞の成熟マーカーであると考えられています。これは、酵素活性が末梢T細胞では胸腺細胞よりも約10倍高く、成人の末梢B細胞では胎児B細胞よりも5〜6倍高く、非T細胞および非B細胞リンパ球ではほとんど存在しないという事実によるものです。[5] [14]リンパ球成熟が停止した免疫不全疾患 では、ex-5'ヌクレオチダーゼ活性は一般に低くなります。[5]このような疾患には、重症複合免疫不全症、ウィスコット・アルドリッチ症候群、先天性X連鎖無ガンマグロブリン血症、選択的IgA欠損症、後天性免疫不全症候群（エイズ）が含まれます。[5] [15] [16] [17]
鉛中毒との関係
多数の研究により、鉛中毒患者では赤血球ピリミジン5'-ヌクレオチダーゼ活性が著しく低下しており、ピリミジン5'-ヌクレオチダーゼ活性は鉛中毒の指標として使用できることが示されています。[18]成熟赤血球細胞における鉛誘発性の酵素欠乏が、遺伝性酵素欠乏症候群の発症機序に類似した方法で、好塩基性点状斑および溶血の原因であると考えられています。鉛中毒における5'ヌクレオチダーゼ阻害のメカニズムは、急性鉛中毒患者に発生する溶血症候群に寄与している可能性があります。[5] 赤血球ピリミジン5'NT活性は、様々な金属（銅、亜鉛、カドミウム、鉛、水銀、スズなど）によってin vitroで阻害されるため、ピリミジン5'ヌクレオチダーゼの阻害が、これらの金属による急性中毒の患者に起こる溶血症候群に寄与している可能性がある。[5] [19] [20]
細胞質5-ヌクレオチダーゼIIの過剰活性
細胞質5-ヌクレオチダーゼIIの過剰活性は、カルニチン生合成障害を介して自閉症スペクトラム障害と関連している。 [21]
参考文献
- ^ Knapp K, Zebisch M, Pippel J, El-Tayeb A, Müller CE, Sträter N (2012 年 12 月). 「ヒトエクト-5'-ヌクレオチダーゼ (CD73) の結晶構造: プリン作動性シグナル伝達の制御に関する洞察」. Structure . 20 (12): 2161–73. doi : 10.1016/j.str.2012.10.001 . PMID 23142347.
- ^ Fleit H, Conklyn M, Stebbins RD, Silber R (1975年12月). 「ヒトリンパ球によるAMPからのアデノシンの取り込みにおける5′-ヌクレオチダーゼの機能」(PDF) . The Journal of Biological Chemistry . 250 (23): 8889–92. doi : 10.1016/S0021-9258(19)40668-6 . PMID 1194267.
- ^ Reis, Julian (1934). 「ヌクレオチダーゼと心臓および筋肉におけるヌクレオチドの脱アミノ化との関係」Bulletin de la Société de Chimie Biologique . 16 : 385–399.
- ^ abcdef Sidorov VP (1975). 「肺がんにおける開胸手術の頻度に影響を与える要因」Grudnaia Khirurgiia (2): 84–87. PMID 1132794.
- ^ abcdef Sunderman FW (1990). 「5'-ヌクレオチダーゼの臨床生化学」(PDF) . Annals of Clinical and Laboratory Science . 20 (2): 123–39. PMID 2183704.
- ^ Koshland DE, Springhorn SS (1956年7月). 「5'-ヌクレオチダーゼの作用機序」. The Journal of Biological Chemistry . 221 (1): 469–76. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65265-2 . PMID 13345835.
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外部リンク
- 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)の 5'-ヌクレオチダーゼ
