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オートリシンは、生物細胞のペプチドグリカン成分を分解し、細胞分裂後の娘細胞の分離を可能にする内因性溶解酵素です。 [1] [2] [3] [4] [5]オートリシンは、細胞の成長、細胞壁の代謝、細胞分裂と分離、ペプチドグリカンのターンオーバーに関与しており、リゾチームと同様の機能を持っています。[6]
オートリシンは前駆遺伝子Atlから形成される。アミダーゼ（EC 3.5.1.28）、ガメトリシン（EC 3.4.24.38）、グルコサミニダーゼはオートリシンの一種と考えられている。[4] [6]
機能とメカニズム
オートリシンはペプチドグリカンを含むすべての細菌に存在し、制御されない場合、潜在的に致死的な酵素であると考えられています。[7]これらは、ペプチドグリカンマトリックスのグリコシド結合と架橋ペプチドを標的とします。[8]ペプチドグリカンマトリックスは、細胞壁の安定性を高めて膨圧の変化から保護し、免疫防御の機能を果たします。[9] [10]これらの酵素は、ペプチドグリカンマトリックスを小さなセクションで分解し、ペプチドグリカンの生合成を可能にします。[4]オートリシンは古いペプチドグリカンを分解し、細胞の成長と伸長のための新しいペプチドグリカンの形成を可能にします。これを細胞壁ターンオーバーと呼びます。[6]オートリシンは、ペプチドグリカン細胞壁のβ-(1,4)グリコシド結合と、特定の細胞壁糖ペプチドのN-アセチルムラモイル残基とL-アミノ酸残基間の結合を加水分解することによってこれを行います。[4]この酵素は以下の化学反応を触媒する：
グラム陽性細菌は、ペプチドグリカンマトリックスのテトラペプチドに付着した テイコ酸分子でオートリシンを調節します。
抗生物質のコンプレスタチンとコルボマイシンは、ペプチドグリカンに結合してオートリシンが細胞壁を改造するのを防ぎ、細菌の増殖を止めます。[11]幹ペプチドとムラモイル残基のラクチル部分との間のアミド結合は、N-アセチルムラモイル-L-アラニンアミダーゼによって切断され、細胞分離と細胞隔壁の解離に関与します。[4]娘細胞の細胞分離に寄与するオートリシンには、LytC、LytD、LytE、LytFの5種類があります。[6]
マウスを使った研究では、オートリシンで免疫化されたマウスは感染したマウスよりも長く生存することができました。この研究は、オートリシンが毒性とワクチン抗原としての可能性に貢献していることを証拠として裏付けることができました。[12]
母細胞の溶解
| N-アセチルムラモイル-L-アラニンアミダーゼ | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.5.1.28 | ||||||||
| CAS番号 | 9013-25-6 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | アミゴー / クイックゴー | ||||||||
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LytCとCwlCはLytCファミリーに属する2つのアミダーゼで、母細胞壁のペプチドグリカンを加水分解して成熟した胞子の放出を可能にします。CwlCは母細胞壁に直接存在します。[6]
運動性
lytC、lytD、lytF遺伝子の発現は鞭毛運動につながり、走化性シグマ因子σDの活性によって制御されます。このシグマ因子の活性は定常期の開始時にピークに達します。[6]
致死率の可能性
オートリシンはペプチドグリカンを含む細菌によって自然に生成されるが、過剰に生成されるとペプチドグリカンマトリックスが分解され、浸透圧により細胞が破裂する。これまでの研究では、細胞壁の破壊中に生成されるオートリシンの副産物は免疫原性が高いことがわかっている。[12]細菌である枯草菌で観察されたところ、細胞壁には潜在的に致死量のオートリシンが含まれていた。[6]肺炎球菌では、細胞壁オートリシンであるN-アセチルムラモイル-L-アラニンアミダーゼが、壁を破壊したり侵入した肺炎球菌の一部を溶解したりして、潜在的に致死的な毒素を細胞内に放出する能力があるため、病原性を助ける可能性があることが判明した。研究者らは大腸菌を通じてその機能、構造、クローニング能力を研究し、そのヌクレオチド配列も決定した。[12]
家族
LytCアミダーゼファミリー
ライトC
LytCとLytDは、栄養細胞壁の成長に寄与し、枯草菌の自己溶解活性の95％を占める2つの主要な自己溶解酵素であると考えられています。LytCは細胞壁に存在します。非自己溶解酵素であるLytBは、LytCの活性を高めることがわかりました。[6] LytCとLytAは相互作用し、溶解と細胞死のために一緒に機能します。[13]
| ガメトリシン | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.4.24.38 | ||||||||
| CAS番号 | 97089-74-2 | ||||||||
| 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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クエルC
CwlCは母細胞壁に存在し、母細胞壁の溶解に機能する。[6] CwlCはシグナル配列を持たないが、後期胞子形成に関与し、細胞壁に存在している。 [ 14] [15] B. subtilisでは、CwlCが栄養細胞壁と胞子ペプチドグリカンの両方を加水分解できることがわかった。[14]
LytDグルコサミニダーゼファミリー
このオートリシンファミリーはLytDのみで構成されています。LytDは栄養成長に機能します。自己分解活性は、グルコサミニダーゼドメインと相同な触媒ドメインを持つC末端領域内に見られます。LytDは細胞壁に存在します。LytD活性はB. subtilisで研究され、非還元末端にMurNAcが存在するため、成熟したグリカン鎖でグルコサミニダーゼ活性が見られました。[6]
参照
参考文献
- ^ Jaenicke L, Kuhne W, Spessert R, Wahle U, Waffenschmidt S (1987 年 12 月). 「クラミドモナス・ラインハルティの細胞壁溶解酵素 (オートリシン) は (ヒドロキシ) プロリン特異的プロテアーゼである」.ヨーロッパ生化学ジャーナル. 170 (1–2): 485–491. doi : 10.1111/j.1432-1033.1987.tb13725.x . PMID 3319620.
- ^ Buchanan MJ、Imam SH、Eskue WA、Snell WJ (1989 年 1 月)。「クラミドモナスの性的シグナル伝達中の細胞壁分解プロテアーゼ、リシンの活性化: 酵素は不活性で相対的に分子量の高い前駆体としてペリプラズムに蓄えられる」。The Journal of Cell Biology。108 ( 1 ) : 199–207。doi :10.1083/jcb.108.1.199。PMC 2115355。PMID 2910877。
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外部リンク
- 米国国立医学図書館医学件名標目(MeSH)のガメトリシン
