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| キモシン | |||||||||
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 阻害剤CP-113972とウシキモシンの複合体の結晶構造。[1] | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.4.23.4 | ||||||||
| CAS番号 | 9001-98-3 | ||||||||
| 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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キモシン （ˈ k aɪ m ə s ɪ n /）またはレンニン （ˈ r ɛ n ɪ n /）は、レンネットに含まれるプロテアーゼです。メロプスA1ファミリーに属するアスパラギン酸エンドペプチダーゼです。反芻動物の新生児の第四胃の内壁で産生され、摂取した乳を凝固させ、腸内での滞留時間を長くして吸収をよくします。チーズの製造に広く使用されています。
歴史的には、キモシンは屠殺された子牛の胃から抽出して得られていました。今日、チーズ製造に使用されている市販のキモシンのほとんどは、大腸菌、アスペルギルス・ニガー・ヴァリオ・アワモリ、およびクルイベロミセス・ラクティスで組み換え生産されています。[要出典]
発生
キモシンは四肢動物の広範囲に見られるが[ 2]、反芻動物の第四胃の内壁で生成されることが最もよく知られている。キモシンは新生児の胃の主細胞で生成され[3]、摂取した乳を凝固させ、腸内での滞留時間を長くして吸収をよくする。キモシンを生成する非反芻動物種には、豚、猫、アザラシ[4]、ひよこなどがある[2]。
ある研究では、一部のヒト乳児にキモシン様酵素が見つかったと報告されているが[5]、他の研究ではこの発見を再現できなかった。[6]ヒトはタンパク質を生成しないキモシンの擬似遺伝子を持っており、染色体1に存在する。[4] [7]ヒトはペプシンやリパーゼ など、牛乳を消化するための他のタンパク質を持っている。[8] : 262
人間に至る霊長類の系統に加えて、他の哺乳類もキモシン遺伝子を失っています。[2]
酵素反応
キモシンは、チーズ製造において、広範囲の沈殿と凝乳形成をもたらすために使用されます。キモシンの本来の基質は、アミノ酸残基105と106、フェニルアラニンとメチオニンの間のペプチド結合で特異的に切断されるK-カゼインです。[9]結果として生じる生成物は、リン酸カゼイン酸カルシウムです。[要出典]カゼインの疎水性（パラカゼイン）基と親水性（酸性糖ペプチド）基の間の特定の結合が切断されると、疎水性基が結合して、牛乳の水相を捕捉する 3Dネットワークを形成します。
カッパカゼインのヒスチジンとキモシンのグルタミン酸およびアスパラギン酸との間の電荷相互作用により、酵素が基質に結合します。[9] キモシンが基質に結合していない場合、ベータヘアピン（「フラップ」と呼ばれることもあります）が活性部位と水素結合して活性部位を覆い、基質がそれ以上結合できないようにします。[1]
例
以下に反芻動物のCym遺伝子とそれに対応するヒトの擬似遺伝子を示します。
組み換えキモシン
微生物由来および動物由来のレンネットは不完全で不足していたため、生産者は代替品を探していました。遺伝子工学の発達により、動物の胃からレンネット生成遺伝子を抽出し、それを特定の細菌、真菌、酵母に挿入して、発酵中にキモシンを生成させることが可能になりました。[11] [12] 遺伝子組み換え微生物は発酵後に殺され、キモシンは発酵液から分離されるため、チーズ生産者が使用する発酵生成キモシン（FPC）には遺伝子組み換え成分や成分は含まれていません。[13] FPCには動物由来のキモシンと同一のキモシンが含まれていますが、より効率的な方法で生産されています。FPC製品は1990年から市場に出回っており、理想的な凝乳酵素と考えられています。[14]
FPCは、米国食品医薬品局に登録され認可された最初の人工酵素です。1999年には、米国のハードチーズの約60％がFPCで作られ[15]、レンネットの世界市場シェアの80％を占めています。[16]
2008年までに、米国と英国で商業的に製造されるチーズの約80％から90％はFPCを使用して作られました。[13]最も広く使用されている発酵生産キモシンは、真菌のAspergillus nigerまたはKluyveromyces lactisを使用して生産されます。
FPCにはキモシンBのみが含まれており、[17]動物性レンネットに比べて純度が高くなっています。FPCは、動物性レンネットや微生物性レンネットと比較して、生産量の増加、カードの食感の改善、苦味の軽減など、チーズ生産者にいくつかの利点をもたらします。[14]
参考文献
- ^ ab PDB : 1CZI ; Groves MR, Dhanaraj V, Badasso M, Nugent P, Pitts JE, Hoover DJ, Blundell TL (1998 年 10 月). 「還元結合阻害剤と複合体を形成したキモシンの 2.3 Å 解像度の構造は、天然の結晶構造と比較した場合、活性部位のベータヘアピンフラップが再配置されていることを示している」(PDF)。タンパク質工学。11 (10): 833– 40. doi : 10.1093/protein/11.10.833。PMID 9862200。
- ^ abc ロペス＝マルケス M、ルイボ R、フォンセカ E、テイシェイラ A、カストロ LF (2017 年 11 月)。 「哺乳類の系統におけるキモシンの異常な喪失は、新生児の免疫伝達戦略と類似しています。」分子系統発生学と進化。116 : 78–86 .土井:10.1016/j.ympev.2017.08.014。PMID 28851538。
- ^ 北村N、谷本A、本渡E、アンドレンA、コットレルDF、佐々木M、山田J (2001年8月)。 「羊の第四胃におけるプロキモシンおよびペプシノーゲン産生細胞の個体発生に関する免疫組織化学的研究」。解剖学、組織学、胚学。30 (4): 231–5 .土井:10.1046/j.1439-0264.2001.00326.x。PMID 11534329。S2CID 7552821 。
- ^ ab スタッフ、Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) データベース。最終更新日 1997 年 2 月 21 日 キモシン擬遺伝子; CYMP プロキモシン、OMIM に含まれる
- ^ Henschel MJ、Newport MJ、 Parmar V ( 1987 )。「ヒト乳児の胃プロテアーゼ」新生児生物学。52 (5): 268– 72。doi :10.1159/000242719。PMID 3118972 。
- ^ Szecsi PB、Harboe M (2013)。「第5章：キモシン」。Rawlings ND、Salvesen G (編)。プロテアーゼ酵素ハンドブック。第1巻。pp. 37– 42。doi :10.1016/B978-0-12-382219-2.00005-3 。
- ^ Fox PF (1999年2月28日). チーズ: 化学、物理学、微生物学. Springer. ISBN 9780834213388。
- ^ Sanderson IR 、 Walker WA (1999)。消化管の発達。オンタリオ州ハミルトン：BC Decker。ISBN 978-1-55009-081-9。
- ^ ab Gilliland GL、Oliva MT、Dill J (1991)。「ウシキモシンの3次元構造の機能的意味」アスパラギン酸プロテイナーゼの構造と機能。実験医学と生物学の進歩。第306巻。pp. 23– 37。doi : 10.1007 / 978-1-4684-6012-4_3。ISBN 978-1-4684-6014-8. PMID 1812710。
- ^ PDB : 4CMS ; Newman M, Safro M, Frazao C, Khan G, Zdanov A, Tickle IJ, et al. (1991年10月). 「アスパラギン酸プロテアーゼのX線解析。IV. ウシキモシンの2.2Å分解能での構造と改良」。Journal of Molecular Biology . 221 (4): 1295– 309. doi :10.1016/0022-2836(91)90934-X. PMID 1942052.
- ^ Emtage JS, Angal S, Doel MT, Harris TJ, Jenkins B, Lilley G, Lowe PA (1983 年 6 月). 「大腸菌における仔ウシプロキモシン (プロレンニン) の合成」.米国科学アカデミー紀要. 80 (12): 3671– 5. Bibcode :1983PNAS...80.3671E. doi : 10.1073/pnas.80.12.3671 . PMC 394112. PMID 6304731 .
- ^ Harris TJ、Lowe PA、Lyons A 、 Thomas PG、Eaton MA、Millican TA、他 (1982 年 4 月)。「仔牛プレプロキモシンをコードする cDNA の分子クローニングとヌクレオチド配列」。核酸研究。10 ( 7): 2177–87。doi :10.1093 / nar /10.7.2177。PMC 320601。PMID 6283469 。
- ^ ab "Chymosin". GMO Compass. 2015年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月3日閲覧。
- ^ ab Law BA (2010). チーズ製造技術. イギリス: Wiley-Blackwell. pp. 100– 101. ISBN 978-1-4051-8298-0。
- ^ 「米国における食品バイオテクノロジー：科学、規制、および課題」。米国国務省。 2006年8月14日閲覧。
- ^ Johnson ME, Lucey JA (2006年4月). 「チーズにおける主要な技術的進歩と動向」Journal of Dairy Science . 89 (4): 1174–8 . doi : 10.3168/jds.S0022-0302(06)72186-5 . PMID 16537950.
- ^ ウシキモシン A と B は 1 つのアミノ酸残基が異なります。Uniprot:P00794 によると、これはおそらく対立遺伝子変異です。2 つのアイソフォームは同一の触媒活性を持つため、製品の改善は他の不純物の除去によるものです。
さらに読む
- フォルトマン B (1966)。 「プロレニンとレニンの考察」。Comptes-Rendus des Travaux du Laboratoire カールスバーグ。35 ( 8 ): 143–231。PMID 5330666 。
- Visser S、Slangen CJ、van Rooijen PJ (1987 年 6 月)。「キモシン (レンニン) のペプチド基質。酵素の活性部位の溝に収まる (103-108) ヘキサペプチド領域の外側に位置するカッパ カゼイン関連配列の相互作用部位」。The Biochemical Journal。244 ( 3 ) : 553– 8。doi : 10.1042/bj2440553。PMC 1148031。PMID 3128264。
外部リンク
- ペプチダーゼとその阻害剤に関する MEROPS オンライン データベース: A01.006
