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| α-グルコシダーゼ | |||||||||
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 α-グルコシダーゼ六量体、サルフォロバス・ソルファタリカス | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.2.1.20 | ||||||||
| CAS番号 | 9001-42-7 | ||||||||
| 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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α-グルコシダーゼ（EC 3.2.1.20、（系統名α- D-グルコシドグルコヒドロラーゼ）は、小腸の刷子縁に存在するグルコシダーゼであり、α（1→4）結合に作用する： [1] [2] [3] [4] [5] [6]
- 末端の非還元性（1→4）結合α- D-グルコース残基の加水分解によるD-グルコースの放出
これはEC 3.2.1.21 β-グルコシダーゼとは対照的です。
用語
GO:0090599、広義
遺伝子オントロジーエントリ GO:0090599 は、「α-グルコシダーゼ」の広義の意味を表します。これは、「末端の非還元性α結合α-D-グルコース残基の加水分解を触媒し、α-D-グルコースを放出する」と定義されています。この意味で、「α-グルコシダーゼ」は、末端の結合 (1→3、1→4、または 1→6)、基質の特定のアイデンティティ (スクロース、マルトース、またはデンプン) などによって異なる、幅広い酵素活性を包含します。[7]
EC 3.2.1.20、狭義の意味
酵素委員会番号3.2.1.20に関連する定義はより狭い。結合は1→4であること、好ましい基質はより小さなオリゴ糖であることが要求される（デンプンのようなより大きな多糖類ではなく、そうでなければα-アミラーゼが含まれる）。このEC番号で指定された活性を持つ酵素を生成するヒト遺伝子には以下が含まれる：[8]
委員会が挙げた同義語には、マルターゼ、グルコインベルターゼ、グルコシドスクラーゼ、マルターゼグルコアミラーゼ、α-グルコピラノシダーゼ、グルコシドインベルターゼ、α- D-グルコシダーゼ、α-グルコシドヒドロラーゼ、α-1,4-グルコシダーゼ、α- D-グルコシドグルコヒドロラーゼなどがある。[9]これらの名前は、酵素の特定の活性、またはこの活性を持つ特定のタンパク質のみを指している可能性があるため、推奨されません。
機構
α-グルコシダーゼは末端の非還元（1→4）結合α-グルコース残基を加水分解して、単一のα-グルコース分子を放出する。[10] α-グルコシダーゼは、β-グルコースではなくα-グルコースを放出する炭水化物加水分解酵素である。β-グルコース残基は、機能的に類似した酵素であるグルコアミラーゼによって放出される。α-グルコシダーゼの基質選択性は、酵素の活性部位のサブサイト親和性による。[11]提案されている2つのメカニズムには、求核置換とオキソカルベニウムイオン中間体がある。[11]
- 吸血昆虫であるRhodnius prolixusは、宿主ヘモグロビンの消化中にヘモゾイン（Hz）を形成する。ヘモゾインの合成は、α-グルコシダーゼの基質結合部位に依存する。 [12]
- マスの肝臓α-グルコシダーゼが抽出され、特徴づけられました。マスの肝臓α-グルコシダーゼの1つでは、運動中の酵素の最大活性が、休息中のマスと比較して80％増加したことが示されました。この変化は、肝臓グリコーゲンホスホリラーゼの活性増加と相関していることが示されました。グルコシド経路のα-グルコシダーゼは、運動のエネルギー需要に対する肝臓の代謝反応におけるリン酸分解経路を補完する上で重要な役割を果たしていると提案されています。[13]
- 酵母とラットの小腸α-グルコシダーゼは、いくつかのグループのフラボノイドによって阻害されることが示されている。[14]
構造
α-グルコシダーゼは一次構造によって2つのファミリーに分けられます。[11] ヒトリソソームα-グルコシダーゼをコードする遺伝子は約20kbの長さで、その構造はクローニングされ確認されています。[15]
- ヒトリソソームα-グルコシダーゼは、酵素活性部位付近のAsp-518残基と他の残基の重要性について研究されてきた。Asp-513をGlu-513に置換すると、α-グルコシダーゼの前駆体の翻訳後修飾と細胞内輸送が阻害されることが判明した。さらに、Trp-516およびAsp-518残基は、酵素の触媒機能にとって重要であると考えられている。[16]
- α-グルコシダーゼの速度論的変化は、グアニジニウム塩化物（GdmCl）やSDS溶液などの変性剤によって誘発されることが示されています。これらの変性剤は活性の喪失と構造変化を引き起こします。酵素活性の喪失は、構造変化に必要な濃度よりもはるかに低い変性剤濃度で発生します。このことから、酵素の活性部位の構造は、2つの変性剤に対する酵素全体の構造よりも不安定であるという結論が導き出されます。[17]
疾患の関連性
- グリコーゲン貯蔵疾患 II 型、別名ポンペ病：α-グルコシダーゼが欠乏する疾患。2006 年、アルグルコシダーゼ アルファという薬がポンペ病の最初の治療薬として発売され、α-グルコシダーゼの類似体として作用します。 [18]アルグルコシダーゼ アルファのさらなる研究により、イミノ糖が酵素を阻害することが明らかになりました。1 つの化合物分子が 1 つの酵素分子に結合することがわかりました。1-デオキシノジリマイシン (DNJ) は、テストされた糖の中で最も強く結合し、酵素の活性部位をほぼ完全にブロックすることが示されました。これらの研究により、α-グルコシダーゼがイミノ糖に結合するメカニズムに関する知識が深まりました。 [19]
- 糖尿病： α-グルコシダーゼ阻害剤であるアカルボースは、腸内のα-グルコシダーゼを競合的かつ可逆的に阻害します。この阻害により、炭水化物の消化が遅れ、消化時間が長くなり、ブドウ糖の吸収速度が低下します。アカルボースは糖尿病症状の発症を予防できる可能性があります。 [20]そのため、α-グルコシダーゼ阻害剤（アカルボースなど）は、他の抗糖尿病薬と組み合わせて抗糖尿病薬として使用されます。ルテオリンはα-グルコシダーゼの強力な阻害剤であることが判明しています。この化合物は、0.5 mg/mlの濃度で酵素を最大36％阻害することができます。 [21] 2016年現在、この物質はラット、マウス、細胞培養で試験されています。フラボノイド類似体は阻害活性で実証されています。 [22]
- 無精子症：無精子症の診断は、精漿中のα-グルコシダーゼ活性の測定によって補助される可能性がある。精漿中の活性は精巣上体の機能に対応する。 [23]
- 抗ウイルス剤：多くの動物ウイルスは、ウイルス糖タンパク質で構成された外膜を持っています。これらはウイルスのライフサイクルに必要となることが多く、細胞機構を利用して合成されます。α-グルコシダーゼ阻害剤は、この酵素がHIVやヒトB型肝炎ウイルス（HBV）などのウイルスのN-グリカンの経路に関与していることを示しています。α-グルコシダーゼを阻害すると、HIVの融合とHBVの分泌を防ぐことができます。[24]
参照
その他のグルコシダーゼ:
参考文献
- ^ 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)のアルファグルコシダーゼ
- ^ Bruni, CB; Sica, V.; Auricchio, F.; Covelli, I. (1970). 「牛肝臓由来リソソームα-D-グルコシドグルコヒドロラーゼのさらなる運動学的および構造的特徴付け」。Biochim. Biophys. Acta . 212 (3): 470–477. doi :10.1016/0005-2744(70)90253-6. PMID 5466143.
- ^ Flanagan, PR; Forstner, GG (1978). 「ラット腸管マルターゼ/グルコアミラーゼの精製と熱または低pHによるその異常な解離」Biochem. J. 173 ( 2): 553–563. doi :10.1042/bj1730553. PMC 1185809. PMID 29602 .
- ^ Larner, J.; Lardy, H.; Myrback, K. (1960). 「その他のグルコシダーゼ」。Boyer, PD (編)。酵素。第 4 巻 (第 2 版)。ニューヨーク: Academic Press。pp. 369–378。
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- ^ 「アルファグルコシダーゼ活性遺伝子オントロジー用語 (GO:0090599)」。www.informatics.jax.org。参照: 定義、GO ツリー ビュー。
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グルコシド結合の加水分解に特異性があり、オリゴ糖を急速に加水分解する酵素群。一方、多糖類は比較的ゆっくりと加水分解されるか、まったく加水分解されない。
- ^ 「ExplorEnz: EC 3.2.1.20」。www.enzyme-database.org。
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