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| ラッカーゼ | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 1.10.3.2 | ||||||||
| CAS番号 | 80498-15-3 | ||||||||
| 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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ラッカーゼ（EC 1.10.3.2）は、植物、真菌、細菌に含まれる多銅酸化酵素です。ラッカーゼはさまざまなフェノール基質を酸化して一電子酸化を行い、架橋反応を引き起こします。例えば、ラッカーゼは、天然フェノールの一種であるモノリグノールの酸化カップリングを促進することでリグニンの形成に関与しています。[1] [2]真菌のPleurotus ostreatus によって生成されるラッカーゼなどの他のラッカーゼは、リグニンの分解に関与しており、リグニン修飾酵素として分類できます。[3]真菌によって生成される他のラッカーゼは、メラニン色素の生合成を促進します。[4]ラッカーゼは芳香族化合物の環開裂を触媒します。[5]
ラッカーゼは1883年に吉田彦六郎によって初めて研究され、その後1894年にガブリエル・ベルトラン[6]によって[7]漆の木の樹液中に発見されました。漆の形成を助けることからラッカーゼという名前が付けられました。
アクティブサイト
活性部位は 4 つの銅中心から成り、タイプ I、タイプ II、タイプ III に分類される構造をとっています。三銅集合体はタイプ II とタイプ III の銅を含んでいます (図を参照)。この中心が O 2と結合して水に還元します。各 Cu(I,II) カップルは、この変換に必要な 1 つの電子を伝達します。タイプ I 銅は O 2と結合せず、電子伝達部位としてのみ機能します。タイプ I 銅中心は、少なくとも 2 つのヒスチジン残基と 1 つのシステイン残基に結合した 1 つの銅原子で構成されていますが、特定の植物や細菌によって生成されるラッカーゼの中には、タイプ I 銅中心に追加のメチオニン配位子を含むものもあります。タイプ III 銅中心は、それぞれ 3 つのヒスチジン配位子を持ち、水酸化物架橋配位子を介して互いに結合した2 つの銅原子で構成されています。タイプ II はタイプ III 銅中心とともに三銅アンサンブルを形成し、ここで二酸素還元が起こる。[8] タイプ III 銅は Hg(II) に置き換えられる可能性があり、これによりラッカーゼ活性が低下する。[1] シアン化物は酵素からすべての銅を除去し、タイプ I およびタイプ II 銅の再埋め込みは不可能であることがわかっている。ただし、タイプ III 銅は酵素に再埋め込み可能である。その他のさまざまな陰イオンがラッカーゼを阻害する。[9]
ラッカーゼは低過電圧での酸素還元反応に作用します。この酵素は酵素バイオ燃料電池のカソードとして研究されてきました。[10]電子メディエーターと組み合わせて固体電極線への電子移動を促進することができます。[11] ラッカーゼは工業用触媒として商品化されている数少ない酸化還元酵素の1つです。
小麦生地の活性
ラッカーゼは、生地中のタンパク質や非デンプン性多糖類などの食品ポリマーを架橋させる能力がある。アラビノキシラン（AX）などの非デンプン性多糖類では、ラッカーゼはフェルラ酸エステルの二量化によってフェルラ化アラビノキシランの酸化ゲル化を触媒する。[12]これらの架橋は、生地の最大抵抗を大幅に増加させ、伸長性を低下させることがわかっている。抵抗が増加したのは、フェルラ酸を介したAXの架橋により、強力なAXとグルテンのネットワークが形成されるためである。ラッカーゼはAXを架橋することが知られているが、顕微鏡下では、ラッカーゼは小麦粉タンパク質にも作用することがわかった。AX上のフェルラ酸が酸化されてフェルラ酸ラジカルが形成されると、グルテンタンパク質上の遊離SH基の酸化速度が増加し、グルテンポリマー間のSS結合の形成に影響を及ぼした。[13]ラッカーゼはペプチド結合チロシンを酸化することもできるが、その効果は非常に低い。[13]生地の強度が増したため、発酵中に不規則な気泡形成が見られた。これは、ガス（二酸化炭素）がクラスト内に閉じ込められ、（通常であれば拡散するはずの）外に拡散できず、異常な細孔サイズを引き起こしたためである。[12]耐性と伸展性は投与量の関数であったが、非常に高い投与量では、生地は矛盾した結果を示し、最大耐性が大幅に減少した。高い投与量は、生地の構造に極端な変化を引き起こし、不完全なグルテン形成をもたらした可能性がある。もう1つの理由は、過剰混合を模倣し、グルテン構造に悪影響を及ぼす可能性があることである。ラッカーゼ処理した生地は、長期保存に対する安定性が低かった。生地は柔らかくなり、これはラッカーゼの媒介に関連している。ラッカーゼ媒介ラジカル機構は、FA由来のラジカルの二次反応を引き起こし、AXの共有結合を切断し、AXゲルを弱める[12]
潜在的な用途
ラッカーゼはさまざまな基質の酸化反応を触媒する能力があるため、さまざまな産業用途で生体触媒としてラッカーゼを使用する方法が研究されてきた。[14] [15]ラッカーゼはワインの製造に利用されてきた。[16]ラッカーゼはブドウに感染する多くの真菌種によって生産され、最も有名なのはBotrytis cinerea Pers. (1794) である。[17]ラッカーゼはワインの pH で活性であり、その活性は二酸化硫黄によって容易に抑制されない。白ワインの酸化褐変や赤ワインの色の喪失を引き起こすことが知られている。[18] [19]ラッカーゼはワインの品質に重要ないくつかの主要なフェノール化合物を分解することもある。[20]ワイン以外にも、ラッカーゼは食品産業で関心を集めており、[21] [22] [23] 食品包装もその 1 つである。[24]
ラッカーゼが複雑な有機分子を修飾する能力は、有機合成の分野で注目を集めている。[25]
ラッカーゼは、新たな汚染物質や医薬品を分解するバイオレメディエーションの触媒としても研究されてきた。[26] [27] [28]
参照
生物学ポータル
参考文献
引用
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一般的な情報源
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外部リンク
- ブレンダ
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるラッカーゼ